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Materia: Física y Química
Curso: 2do BGU
Profesora: María de los Angeles Ortega Ortega
Ejercicios de estudio
Bloque 1: Electricidad y Magnetismo
Ley de Ohm y potencia eléctrica: (Problemas 27.6, 27.7, 27.8, 27.9, 27.11, 27.13, 27.14, 27.16 de la p. 546 del Tippens)
1. Encuentre la resistencia de un reóstato si la caída de potencial es de 48 V y la corriente es de 4 A.
2. Calcule la corriente que pasa por un resistor de 5 Ω, a través del cual hay una caída de potencial de 40 V. R. 8,00
A.
3. Un fusible de 2 A es incorporado a un circuito con una batería que en sus terminales tiene un voltaje de 12 V.
¿Cuál es la resistencia mínima para un circuito que contenga este fusible?
4. ¿Cuánta fem se requiere para que pasen 60 mA a través de una resistencia de 20 kΩ? Si se aplica esa misma fem
una resistencia de 300 Ω, ¿cuál será la nueva de corriente? R. 1200V, 4A.
5. Una lámpara eléctrica tiene un filamento de 80 Ω conectado a una línea de 100 Vcd. ¿Cuánta corriente pasa por
el filamento? ¿Cuál es la potencia disipada en watts? R. 1,25 A, 125 W.
6. Un generador de 120 Vcd suministra 2,4 kW a un horno eléctrico. ¿Cuánta corriente le proporciona? ¿De cuánto
es la resistencia? R. 20 A, 6 Ω
7. Un resistor irradia calor a razón de 250 W cuando la diferencia de potencial a través de sus extremos es 120 V.
¿Cuál es su resistencia?
8. Un secador doméstico para el cabello tiene una potencia nominal de 200 W y fue construido para operar
conectado a una toma de 120 V. ¿Cuál es su resistencia?
Circuitos de corriente directa: (Problemas del 28.1 al 28.24 de las pp. 563-564 del Tippens)
9. Un resistor de 5 Ω está conectado en serie con otro de 3 Ω y una batería de 16 V. ¿Cuál es la resistencia efectiva y
cuál es la corriente en el circuito? R. 8,00 Ω, 2,00A
10. Un resistor de 15 Ω está conectado en paralelo con uno de 30 Ω y una fuente de fem de 30 V. ¿Cuál es la resistencia
efectiva y cuál es la corriente total suministrada?
11. En el problema anterior, ¿cuál es la corriente en los resistores de 15 y 30 Ω? R. 2,00A, 1,00A
12. ¿Cuál es la resistencia equivalente de resistores de 2,4 y 6 W conectados primero en serie y luego en paralelo?
13. Un resistor de 18 Ω y otro de 9 Ω se conectan primero en paralelo, y después en serie, con una batería de 24 V.
¿Cuál es la resistencia efectiva de cada conexión? Sin considerar la resistencia interna, ¿cuál es la corriente total
que suministra la batería en cada caso? R. 6,00Ω, 27,0Ω, 4,00A, 0,899A
14. Un resistor de 12 Ω y otro de 8 Ω se conectan primero en paralelo y después en serie con una fuente de fem de
28 V. ¿Cuál es la resistencia efectiva y la corriente total en cada caso?
15. Un resistor de 8 Ω y otro de 3 Ω se conectan primero en paralelo y después en serie con una fuente de 12 V. Halle
la resistencia efectiva y la corriente total con cada conexión. R. 2,18Ω, 5,50A, 11,0Ω, 1,09A
16. Si tiene tres resistores de 80, 60 y 40 Ω, calcule su resistencia efectiva cuando están conectados en serie y cuando
los conecta en paralelo.
17. Tres resistores de 4, 9 y 11 Ω se conectan primero en serie y después en paralelo. Calcule la resistencia efectiva
de cada conexión. R. 24,0Ω, 2,21Ω.
18. Un resistor de 9 Ω está conectado en serie con dos resistores en paralelo de 6 y 12 Ω. ¿Cuál es la diferencia de
potencial en las terminales, si la corriente total que suministra la batería es de 4 A?
19. En el circuito descrito en el problema anterior, ¿cuál es el voltaje a través del resistor de 9 Ω y cuál es la corriente
que pasa por el resistor de 6 Ω? R. 36,0V, 2,67A.
20. Encuentre la resistencia equivalente del circuito que aparece en la siguiente figura:
21. Determine la resistencia equivalente del circuito que se muestra en la siguiente figura:
R. 2,22 Ω.
22. Si se aplica una diferencia de potencial de 24 V al circuito ilustrado en la figura del ejercicio 20, ¿cuáles serán la
corriente y el voltaje a través del resistor de 1 Ω?
23. Si se aplica una diferencia de potencial de 12V a los extremos libres en la figura del ejercicio 21, ¿cuáles serán la
corriente y el voltaje a través del resistor de 2 Ω? R. 1,60 A, 3,20 V.
24. Una resistencia de carga de 8 Ω está conectada en serie con una batería de 18 V cuya resistencia interna es 1,0 Ω.
¿Cuánta corriente se suministra y cuál es el voltaje en las terminales?
25. Una resistencia de 6 Ω se conecta a través de una batería de 12 V que tiene una resistencia interna de 0,3 Ω.
¿Cuánta corriente se suministra al circuito?, ¿Cuál es la diferencia de potencial en las terminales? R. 1,90 A,
11,4 V.
26. Dos resistores de 7 y 14 Ω, están conectados en paralelo con una batería de 16 V cuya resistencia interna es de
0,25 Ω, ¿cuál es a diferencia de potencial en las terminales y cuánta corriente es suministrada en las terminales y
cuánta corriente es suministrada al circuito?
27. La diferencia de potencial a circuito abierto de una batería es de 6 V. La corriente suministrada a un resistor de
4 Ω es de 1,40 A. ¿Cuál es entonces la resistencia interna? R. 0,286 Ω
28. Un motor de CD extrae 20 A de una línea de 120 Vcd. Si la resistencia interna es 0,2Ω, ¿cuál es la fem del motor?
29. En el caso del motor del problema anterior, ¿cuánta potencia eléctrica se extrae de la línea? ¿Qué parte de esa
potencia se disipa a causa de las pérdidas por calentamiento? ¿Qué potencia es transmitida por el motor?
R. 2400 W, 2320 W, 80 W.
30. Dos resistores de 2 y 6 Ω están conectados en serie con una batería de 24 V cuya resistencia interna es de 0,5Ω,
¿cuál es el voltaje en las terminales y la potencia disipada por la resistencia interna?
31. Determine la corriente total y la corriente que pasa por cada resistor de la siguiente figura cuando ε= 24 V, R1= 6
Ω, R2= 3 Ω, R3= 1 Ω, R4= 2 Ω y r= 0,4 Ω
R. I= 15 A, I1= 2 A, I2= 4 A, I3= 6 A, I4= 9 A.
32. Determine la corriente total y la corriente en cada uno de los resistores de la figura anterior cuando ε= 50 V,
R1= 12 Ω, R2= 6 Ω, R3= 6 Ω, R4= 8 Ω, y r= 0,4 Ω
Otros problemas de circuitos de corriente directa
33. En el siguiente circuito, todas las resistencias pares tienen un valor de 100 Ω y todas las impares tienen un valor
de 300 Ω. Sabiendo que la fem es de 120 V y que la resistencia interna del generador es de 10 Ω, calcule lo
siguiente: a) resistencia equivalente del circuito (resistencia total entre los puntos X y V), b) intensidad de corriente
que atraviesa el circuito, c) Potencia disipada por el circuito. R. a) 112,1 Ω, b) 0,98 A, c) 107,7 W
34. En el siguiente circuito la diferencia de potencial entre los puntos A y E es de 220 V. Si todas las resistencias tienen
un valor de 20 Ω, calcule: a) la resistencia equivalente entre los puntos A y B, b) la resistencia equivalente entre
los puntos C y D, c) la resistencia total del circuito (entre los puntos A y E), d) la intensidad de corriente, e) la
energía eléctrica consumida en 1 hora. R. a) 7,5 Ω, b) 8 Ω, c) 55,5 Ω, d) 3,96 A, e) 3,139x106 J
Fuerza magnética sobre una corriente eléctrica (Problemas del 29.14 al 29.17 de la p. 585 del Tippens)
35. Un alambre de 1 mm de longitud conduce una corriente de 5,00 A en dirección perpendicular a un campo
magnético B de 0,034 T. ¿Cuál es la fuerza magnética sobre el alambre?
36. Un alambre largo conduce una corriente de 6 A en un dirección 35 ° al norte de un campo magnético de 0,04 T
dirigido hacia el este ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuera sobre cada centímetro de alambre?
R. 1,38 mN hacia la hoja.
37. Un trozo de alambre de 12 cm conduce una corriente de 4,0 A formando un ángulo de 41 ° al norte de un campo
B dirigido al este ¿Cuál deberá ser la magnitud del campo B para que produzca una fuerza de 5 N sobre este trozo
de alambre? ¿Cuál es la dirección de la fuerza?
38. Un trozo de alambre de 80 mm forma un ángulo de 53 ° al sur respecto de un campo B de 2,3 T dirigido al oeste.
¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la corriente de ese alambre si experimenta una fuerza de 2 N dirigida
hacia fuera de la hoja? R. 13.6 A.
Otros problemas de fuerza magnética
39. El dibujo representa a un conductor rectilíneo de 17 cm de longitud situado
perpendicularmente a un campo magnético cuya intensidad tiene un módulo igual a
380 μT. Si sobre él actúa una fuerza magnética de 0,4 mN. Calcule el valor de la
intensidad de corriente e indique su sentido. R. 6,19 A hacia el norte
40. El dibujo representa a un conductor rectilíneo de 12 cm de longitud situado perpendicularmente a un campo
magnético cuyo módulo y sentido hay que determinar, sabiendo que el conductor es
atravesado por una corriente de 3 A y que sobre él actúa una fuerza magnética cuyo
módulo es 6x10-3 N. R. 1,667x10-2 T saliendo del plano
Fem inducida: (Problemas 31.7 y 31.8 de la p. 619 del Tippens)
41. Un alambre de 0,15 m de longitud se desplaza a una velocidad constante de 4 m/s en una dirección que forma un
ángulo de 36° con un campo magnético de 0,4 T. El eje del alambre es perpendicular a las líneas de flujo magnético
¿Cuál es la fem inducida? R. 0,141 V.
42. Un alambre de 0,2 m se mueve en un ángulo de 28° con respecto a un campo magnético de 8 mT. El alambre está
tendido en dirección perpendicular al flujo. ¿Qué velocidad v se requiere para inducir una fem de 60 mV?
43. Un conductor rectilíneo de 24 cm de longitud se mueve perpendicularmente sobre un campo magnético de 36 mT
que entra del plano formado por la página de esta guía, con una velocidad constante hacia el norte de 8 m/s.
Calcule la diferencia de potencial en sus extremos e indique su polaridad. R. 6,912x10-2 V hacia el este
Circuitos de corriente alterna (Problemas 32.28, 32.29, 32.30, 32.31, 32.34, 32.35 de la p. 639 del Tippens)
44. Disponemos de un resistor de 20 Ω, un condensador de 2 µF y un inductor de 0,70 H. Cada uno de ellos a su vez
está conectado en paralelo a un fuente de ca de 120 V a 60 Hz. a) ¿Cuál es la corriente efectiva para cada elemento
del circuito?, b) ¿Cuál es la corriente efectiva del circuito?, c) ¿Cuál es la impedancia del sistema?
45. Una resistencia de 300 Ω, un condensador de 3 µF y un inductor de 4 H están conectados en serie por una fuente
de ca de 90 V, a 50 Hz. a) ¿Cuál es la reactancia neta del circuito?, b) ¿Cuál es la impedancia?, c) ¿Cuál es la
corriente efectiva del circuito?, d) ¿Cuál es la corriente máxima? R. 196 Ω, 358 Ω.
46. Un circuito de ca en serie está formado por una resistencia de 100 Ω, un inductor de 0,2 H y un condensador de 3
µF conectados a una fuente de 110 V, a 60 Hz. ¿Cuáles son los valores de la reactancia inductiva, la reactancia
capacitiva y la impedancia de este circuito? R. 75,4 Ω, 884 Ω, 815 Ω.
47. Un circuito de ca en serie contiene un inductor de 12 mH, un condensador de 8 µF y un resistor de 40 Ω conectados
a una línea de ca de 110 V, a 200 Hz. ¿Cuál es la corriente efectiva de ca en el circuito?
48. Cuando un resistor de 6 Ω y un inductor puro están conectados a una línea de 100 V, a 60 Hz, la corriente efectiva
es de 10 A. ¿Cuál es la inductancia? ¿Cuál es la pérdida de potencia a través del resistor y cuánta potencia se pierde
a través del inductor? R. 24,5 mH, 600 W, 0 W.
Otros problemas de circuitos de corriente alterna
49. Un circuito está constituido por una resistencia óhmica de 20 Ω, un condensador de 10 μF y una bobina real cuya
autoinducción de 0,5 henry y su resistencia interna es de 3 Ω, conectado a un generador de 110 V de tensión
eficaz. Determine a) la impedancia total del circuito, b) la intensidad, c) qué tipo de circuito es, si la frecuencia de
la tensión conectada es de 600 rad/s. R. a) 135,3 Ω, b) 0,813 A, c) inductivo
50. Un circuito está formado por una resistencia óhmica de 200 Ω, una bobina de 0,8 henry de inductancia y un
condensador de 16 μF, los tres están conectados en paralelo. Si al conjunto se aplica una tensión máxima de 282,8
V a una frecuencia de 160 Hz, calcule a) la intensidad de corriente de cada una de las ramas, b) la intensidad total,
c) la impedancia equivalente. R. a) 1A; 0,25 A; 3,22 A, b) 3,13 A, c) 63,9 Ω
Materia: Física y Química
Curso: 2do BGU
Profesora: María de los Angeles Ortega Ortega
Ejercicios de estudio
Bloque 2: Temperatura y Calor
1. Llene la siguiente tabla, convirtiendo las variaciones de temperatura dadas, a las escalas restantes.
∆T (C°)
40,00
∆T (F°)
∆T (K)
∆T (R°)
26,30
101,45
58,72
2. Llene la siguiente tabla, convirtiendo las temperaturas específicas dadas, a las escalas restantes.
T (°C)
-14,85
T (°F)
T (K)
T (°R)
100,96
452,40
702,15
Problemas de dilatación térmica
3. Se tiene un alambre de cobre, con una longitud de 17,41 m cuando su temperatura es de 20 °C. ¿A qué
temperatura el alambre de cobre alcanza los 17,50 m de longitud?
4. Los rieles de una vía de tren de acero, tienen 1750 m de longitud. ¿Qué longitud tendrá cuando la temperatura
aumente de 25°C a 48°C?
5. Una placa circular de plomo tiene un diámetro de 38 cm. Si su temperatura se incrementa en 200 °C. ¿Cuál será
la nueva área de la placa?
6. La chapa cuadrada de zinc de 220 cm de lado experimenta una variación de temperatura desde una temperatura
inicial de 20 ºC hasta una temperatura final de 80 ºC. ¿Cuál es su variación de superficie?
7. Al aumentar la temperatura de un cuerpo de 23 °C a 186 °C, el volumen del sólido aumenta 0,017 cm3. Si el
volumen del cuerpo a 23 °C era 150 cm3, determine los coeficientes de dilatación volumétrica y lineal del material
que constituye el cuerpo.
8. Un cubo de hierro lleno de mercurio es calentado de 30°C a 75°C. Si se derraman 1,6 cm3 de mercurio ¿Cuál era
el volumen original del cubo?
(Problemas del 16.12 al 16.22 de la pp. 347 y 348 del Tippens)
9. Una losa de concreto tiene 20 m de largo. ¿Cuál será el incremento en su longitud si la temperatura cambia de 12
a 30° C? Suponga que α = 9 X 10−6/C°.
10. Un trozo de tubo de cobre tiene 6 m de longitud a 20° C. ¿Qué incremento de longitud tendrá cuando se calienta
a 80° C? R= 6,12 mm.
11. Una barra de plata tiene 1 ft de longitud a 70° F. ¿Cuánto se incrementará su longitud cuando se introduzca en
agua hirviendo (212° F)?
12. El diámetro de un orificio en una placa de acero es de 9 cm cuando la temperatura es de 20° C. ¿Cuál será el
diámetro del orificio a 200° C? R= 9,02 cm
13. Una varilla de bronce tiene 2,00 m de longitud a 15° C. ¿A qué temperatura se tendrá que calentar la varilla para
que su nueva longitud sea de 2,01 m?
14. Una placa cuadrada de cobre que mide 4 cm por lado de 20° C se calienta hasta 120° C. ¿Cuál es el incremento del
área de la placa de cobre? R= 0,0544 𝒄𝒎𝟐
15. Un orificio circular en una placa de acero tiene un diámetro de 20,0 cm a 27° C. ¿A qué temperatura se tendrá que
calentar la placa para que el área del orificio sea de 314 𝑐𝑚2 ?
16. ¿Cuál es el incremento de volumen en 16 litros de alcohol etílico cuando la temperatura se incrementa en 30° C?
R= 0,528 L
17. Un matraz Pyrex tiene un volumen interior de 600 ml a 20°C. ¿A qué temperatura el volumen interior será de 603
ml?
18. Si 200 𝑐𝑚3 de benceno llenan exactamente una taza de aluminio a 40° C y el sistema se enfría a 18° C, ¿cuánto
benceno (a 18° C) puede agregarse a la taza sin que se derrame? R= 5,14 𝒄𝒎𝟑
19. Un vaso de laboratorio Pyrex se llena hasta el borde con 200 𝑐𝑚3 de mercurio a 20° C. ¿Cuánto mercurio se
derramará si la temperatura del sistema se eleva a 68° C?
Problemas de calorimetría
20. Determine la temperatura final que alcanza la mezcla de 300 g de agua a 96 °C con 180 g de alcohol a 21 °C.
Considere que el calor específico del alcohol es de 2460 J/kg °C.
21. Un calorímetro de cobre de 70 g contiene 61 g de un líquido a 20 °C. En el calorímetro es colocado un bloque de
aluminio de masa 180 g a 40 °C. Sabiendo que la temperatura de equilibrio térmico es de 28 °C, determine el calor
específico del líquido. Considere: cCu = 0,092 cal /g °C y cAl = 0,217 cal /g °C.
(Problemas del 17.13 al 17.28 de las pp. 366-367 del Tippens)
22. Un tubo de cobre de 400g que se encuentra inicialmente a 200°C se sumerge en un recipiente que contiene 3kg
de agua a 20°C. Pasando por alto otros intercambios de calor, ¿cuál será la temperatura de equilibrio de la mezcla?
R. 22,2 °C
23. ¿Qué cantidad de aluminio (c= 0.22cal/g °C) a 20 °C tendrá que añadirse a 400g de agua caliente a 80°C para que
la temperatura de equilibrio sea de 30°C?
24. Un trozo de metal de 450g se calienta a 100°C y luego se deja caer en la taza de un calorímetro de aluminio de
50g que contiene 100g de agua. La temperatura inicial de la taza y del agua es de 10°C y la temperatura de
equilibrio es de 21.1°C. Calcule el calor específico del metal. R. 0,0347 cal/g.C°.
25. ¿Qué masa de agua que inicialmente estaba a 20°C se debió mezclar con 2kg de hierro para hacer que la
temperatura del hierro bajara de 250°C a una temperatura de equilibrio de 25°C?
26. Un trabajador saca un trozo de hierro de 2kg de un horno y lo coloca en un recipiente de aluminio de 1kg, que se
ha llenado parcialmente con 2kg de agua. Si la temperatura del agua sube de 21 a 50°C, ¿cuál era la temperatura
inicial del hierro? R. 336.67 °C.
27. ¿Cuánto hierro a 212°F se deberá mezclar con 10lb de agua a 68°F con el fin de tener una temperatura de equilibrio
de 100°F?
28. Un bloque de cobre de 1.3kg se calienta a 200°C y luego se introduce en un recipiente aislado que se ha llenado
parcialmente con 2kg de agua a 20°C. ¿Cuál es la temperatura de equilibrio? R. 30,3 °C.
29. Cincuenta gramos de perdigones de cobre se calientan a 200°C y luego se introducen en una taza de aluminio de
50g que contiene 160g de agua. La temperatura inicial de la taza y el agua es de 20°C. ¿Cuál es la temperatura de
equilibrio?
Problemas con cambio de fase
30. En una fundición hay un horno eléctrico con capacidad para fundir totalmente 540kg de cobre. Si la temperatura
inicial del cobre era de 20°C, ¿cuánto calor en total se necesita para fundir el cobre? R. 2,96x108 J.
31. ¿Cuánto calor se requiere para fundir totalmente 20g de plata a su temperatura de fusión?
32. ¿Qué cantidad de calor se necesita para convertir 2kg de hielo a -25°C en vapor a 100°C? R. 6,12x106 J.
33. Si 7.57 X 106 J de calor se absorben en el proceso de fundir por completo un trozo de 1.60kg de un metal
desconocido, ¿cuál es el calor latente de fusión y de qué metal se trata?
34. ¿Cuántos gramos de vapor a 100°C es necesario mezclar con 200g de agua a 20°C con el fin de que la temperatura
de equilibrio sea de 50°C? R. 10,17 g.
35. ¿Cuánto calor se libera en total cuando 0.500lb de vapor a 212°F se convierte en hielo a 10°F?
36. Cien gramos de hielo a 0°C se mezclan con 600g de agua a 25°C. ¿Cuál sería la temperatura de equilibrio para la
mezcla? R. 10,0 °C.
37. Cierta cantidad de gasolina tiene un calor de combustión de 4.6 X 107 J/kg. Suponiendo una eficiencia de 100%,
¿cuánta gasolina habrá que quemar para fundir totalmente 2kg de cobre a su temperatura de fusión?
Materia: Física y Química
Curso: 2do BGU
Profesora: María de los Angeles Ortega Ortega
Ejercicios de estudio
Bloque 3: Gases y disoluciones
Leyes de los gases (Problemas del 19.1 al 19.13 y del 19.21 al 19.28 de las pp. 401-401 del Tippens)
1. Un gas ideal ocupa un volumen de 4 𝑚3 a una presión absoluta de 200 kPa. ¿Cuál será la nueva presión si el gas
es comprimido lentamente hasta 2 𝑚3 a temperatura constante? R= 400 kPa
2. La presión absoluta de una muestra de un gas ideal es de 300 kPa a un volumen de 2,6 𝑚3 . Si la presión
disminuyera a 101 kPa a temperatura constante, ¿cuál sería el nuevo volumen?
3. Doscientos centímetros cúbicos de un gas ideal a 20° C se expande hasta un volumen de 212 𝑐𝑚3 a presión
constante. ¿Cuál es la temperatura final? R= 37,6° C
4. La temperatura de una muestra de gas disminuye de 55 a 25° C bajo presión constante. Si el volumen inicial era
de 400 mL, ¿cuál es el volumen final?
5. Un cilindro de acero contiene un gas ideal a 27° C. La presión manométrica es de 140 kPa. Si la temperatura del
recipiente se eleva hasta 79° C, ¿cuál será la nueva presión manométrica? R= 182 kPa
6. La presión absoluta de una muestra de gas que estaba inicialmente a 300 K se duplica mientras el volumen
permanece constante. ¿Cuál es la nueva temperatura?
7. Un cilindro de acero contiene 2 kg de un gas ideal. De un día para otro, la temperatura y el volumen se mantienen
constantes, pero la presión absoluta disminuye de 500 a 450 kPa. ¿Cuántos gramos del gas se fugaron en ese
lapso? R= 200 g
8. Cinco litros de un gas a 25° C tienen una presión absoluta de 200 kPa. Si la presión absoluta se reduce a 120 kPa y
la temperatura sube a 60° C, ¿cuál es el volumen final?
9. Un compresor de aire recibe 2 𝑚3 de aire a 20° C y a la presión de una atmósfera (101,3 kPa). Si el compresor
descarga un depósito de 0,3 𝑚3 a una presión absoluta de 1500 kPa, ¿cuál es la temperatura del aire descargado?
R= 652,72 K
10. Un depósito de 6 L contiene una muestra de gas bajo una presión absoluta de 600 kPa y a la temperatura de
57° C. ¿Cuál será la nueva presión si la misma muestra de gas se coloca en un recipiente de 3 L a 7° C?
11. Si 0,8 L de un gas a 10° C se calientan a 90° C bajo presión constante, ¿cuál será el nuevo volumen? R= 1,03 L
12. La parte interior de un neumático de automóvil está bajo una presión manométrica de 30 lb/𝑖𝑛2 a 4° C. después
de varias horas, la temperatura del aire interior sube a 50° C. suponiendo un volumen constante, ¿cuál es la nueva
presión manométrica?
13. Una muestra de 2 L de gas tiene una presión absoluta de 300 kPa a 300 K. Si tanto la presión como el volumen
duplican, ¿cuál es la temperatura final? R= 1200 K
Estequiometria de gases (Ejemplos 5.11, 5.12, 5.13 con sus respectivos ejercicios de práctica, p. 190-192 del Chang.
Problemas del 5.51 al 5.54 y del 5.59 al 5.60 de las pp. 211-212 del Chang)
14. Calcule el volumen de 𝑂2 (en litros) requerido para la combustión completa de 7,64 L de acetileno ( 𝐶2 𝐻2) a la
misma temperatura y presión:
2𝐶2 𝐻2 (g) + 502 (g) → 4𝐶𝑂2 (g) + 2𝐻2 O(l)
R. 19,1 L.
15. Suponiendo que no hay cambios en la temperatura y presión, calcule el volumen de 𝑂2 (en litros) necesario para
la combustión completa de 14,9 L de butano (𝐶4 𝐻10 ).
16. La azida de sodio (Na𝑁3 ) se usa en bolsas de aire en algunos automóviles. El impacto de una colisión desencadena
la descomposición de la Na𝑁3 de la siguiente manera:
2𝑁𝑎𝑁3 (𝑠) → 2𝑁𝑎(𝑠) + 3𝑁2 (𝑔)
El nitrógeno gaseoso producido infla la bolsa que se encuentra entre el conductor y el parabrisas. Calcule el
volumen de N2 generado a 80°C y 823 mmHg por la descomposición de 60,0 g de 𝑁𝑎𝑁3
R. 36,9 L.
17. La ecuación para la degradación metabólica de la glucosa (𝐶6 𝐻12 𝑂6) es la misma que la ecuación para la
combustión de glucosa en el aire:
𝐶6 𝐻12 𝑂6 (s) + 6𝑂2 (g) → 6𝐶𝑂2 (g) + 6𝐻2 𝑂(l)
Calcule el volumen de 𝐶𝑂2 producido a 37° C y 1 atm cuando se consumen 5,60 g de glucosa en la reacción.
18. El hidróxido de carbono de litio en disolución acuosa se emplea para purificar el aire de las naves espaciales y de
los submarinos, ya que absorbe dióxido de carbono de acuerdo con la ecuación:
2𝐿𝑖𝑂𝐻 (𝑎𝑐) + 𝐶𝑂2 (𝑔) → 𝐿𝑖2 𝐶𝑜3 (𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂 (𝑙)
La presión de dióxido de carbono en una cabina que tiene un volumen de 2,4 X 105 L es 7,9 X 10−3 atm a 312 K.
Se introduce en la cabina una disolución de hidróxido de litio (LiOH) de volumen despreciable. Al final, la presión
de 𝐶𝑂2 se reduce a 1,2 X 10−4 atm. ¿Cuántos gramos de carbono de litio se forman en este proceso?
R. 5,4x103 g Li2CO3.
19. Una muestra de 2,14 L de cloruro de hidrógeno gaseoso a 2,61 atm y 28°C se disuelve completamente en 668 mL
de agua para formar una disolución de ácido clorhídrico. Calcule la molaridad de la disolución del ácido. Se supone
que no cambia el volumen.
20. Considere la formación de dióxido de nitrógeno a partir de óxido nítrico y oxígeno
2𝑁𝑂(𝑔) + 𝑂2 (𝑔) → 2𝑁𝑂2 (𝑔)
Si 9,0 L de NO reaccionan con un exceso de O2 a TPE, ¿cuál es el volumen en litros de NO2 producido?
21. El metano, principal componente del gas natural.se utiliza para calentar y cocinar. El proceso de combustión es
𝐶𝐻4 (𝑔) + 2𝑂2 (𝑔) → 𝐶𝑂2 (𝑔) + 2𝐻2 𝑂(𝑙)
Si 15,0 moles de CH4 reaccionan, ¿cuál es el volumen producido de CO2 (en litros) a 23,0 °C y 0,985 atm? R. 370 L.
22. Cuando el carbón se quema, el azufre presente en él se convierte en dióxido de azufre (SO2) responsable del
fenómeno de lluvia ácida.
𝑆(𝑠) + 𝑂2 (𝑔) → 𝑆𝑂2 (𝑔)
Si 2,54 kg de S reaccionan con oxígeno, calcule el volumen de SO2 gaseoso (en mL) formado a 30,5 °C y 1,12 atm.
23. En la fermentación del alcohol, la levadura convierte la glucosa en etanol y dióxido de carbono:
𝐶6 𝐻12 𝑂6 (𝑠) → 2𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻(𝑙) + 2𝐶𝑂2 (𝑔)
Si reaccionan 5,97 g de glucosa y se recolectan 1,44 L de CO2 (g), a 293 K y 0,984 atm ¿Cuál es el rendimiento
porcentual de la reacción? R. 88,9%.
24. Calcule la masa en gramos de cloruro de hidrógeno que se forma cuando 5,6 L de hidrógeno molecular, medido a
TPE, reacciona con un exceso de cloro molecular gaseoso.
25. El etanol (C2H5OH) se quema en el aire:
𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻(𝑙) + 𝑂2 (𝑔) → 𝐶𝑂2 (𝑔) + 𝐻2 𝑂(𝑙)
Haga el balanceo de la ecuación y determine el volumen de aire en litros a 35,0 °C y 790 mmHg que se requieren
para quemar 227 g de etanol. Suponga que el aire contiene 21,0% de O2 en volumen. R. 1,71x103 L.
Ley de Dalton de las presiones parciales (Problemas del 5.63 al 5.70 de las pp. 211-212 del Chang)
26. Una mezcla de gases contiene 0,31 moles de CH4, 0,25 moles de C2H6 y 0,29 moles de C3H8. La presión total es
1,50 atm. Calcule las presiones parciales de los gases.
27. Un matraz de 2,5 L a 15 °C contiene una mezcla de N2, He y Ne a presiones parciales de 0,32 atm para N2, 0,15
atm para He y 0,42 atm para Ne. a) Calcule la presión total de la mezcla; b) calcule el volumen en litros a TPE que
ocuparán el helio y el neón si el nitrógeno molecular se elimina selectivamente. R. 0,89 atm; 1,4 L.
28. El aire seco cerca del nivel del mar tiene la siguiente composición en volumen: N2, 78,08 %, O2, 20,94 %, Ar, 0,93
%, CO2, 0,05 %. La presión atmosférica es 1 atm. Calcule a) la presión parcial de cada gas en atm y b) la
concentración de cada gas en moles por litro a 0 °C.
29. Una mezcla de Helio y Neón gaseosos se recolectó sobre agua a 28,0 °C y 745 mmHg. Si la presión parcial del helio
es 368 mmHg, ¿cuál es la presión parcial del neón? (La presión del vapor de agua a 28 °C es 28,3 mmHg).
R. 349 mmHg.
30. Un trozo de sodio metálico reacciona completamente con agua del modo siguiente:
2𝑁𝑎 + 2𝐻2 𝑂(𝑙) → 2𝑁𝑎𝑂𝐻(𝑎𝑐) + 𝐻2 (𝑔)
El hidrógeno gaseoso generado se recoge sobre agua a 25,0 °C. E volumen del gas e 246 mL medido a 1,00 atm.
Calcule el número de gramos de sodio consumidos en la reacción. (La presión de vapor de agua a 25,0 °C es 0,0313
atm.)
31. Una muestra de zinc metálico reacciona completamente con un exceso de ácido clorhídrico:
𝑍𝑛(𝑠) + 2𝐻𝐶𝑙(𝑎𝑐) → 𝑍𝑛𝐶𝑙2 (𝑎𝑐) + 𝐻2 (𝑔)
El hidrógeno gaseoso generado se recoge sobre agua a 25,0 °C. El volumen del gas es 7,80 L y la presión es 0,980
atm. Calcule la cantidad de zinc metálico (en gramos) consumido en la reacción. (presión de vapor de agua a 25
°C es 23,8 mmHg). R. 19,8 g.
32. El helio se mezcla con oxíheno gaseoso para bucear a grandes profundidades en el mar. Calcule el porcentaje en
volumen de oxígeno gaseoso en la mezcla si un buzo tiene que sumergirse a una profundidad en la que la presión
total es de 4,2 atm. La presión parcial del oxígeno se mantiene a 0,20 atm a esta profundidad.
33. Una muestra de amoniaco gaseoso se descompone completamente en nitrógeno e hidrógeno gaseoso sobre lana
de hierro caliente. Si la presión total es de 866 mmHg, calcule las presiones parciales de N2 e H2. R. H2: 650 mmHg;
N2: 217 mmHg.
Cálculo de concentraciones de disoluciones (Ejemplos 4.6 y 4.7 con su respectivos ejercicios de práctica de la p.144-145
del Chang)
34. ¿Cuántos gramos de dicromato de potasio se requieren para preparar 250 mL de una disolución cuya
concentración sea 2,16 M? R. 159 g.
35. ¿Cuál es la molaridad de una disolución de 85,0 mL de etanol (C2H5OH) que contiene 1,77 g de etanol?
36. En un experimento bioquímico, una química necesita agregar 3,81 g de glucosa a una mezcla de reacción. Calcule
el volumen en mL de una disolución de glucosa 2,53 M que deberá utilizar para la adición. R. 8,36 mL.
37. ¿Qué volumen en mL de una disolución de NaOH 0,315 M contiene 6,22 g de NaOH?
Problemas del 4.59 al 4.66 de la p. 159 del Chang
38. Calcule la masa de KI, en gramos, que se requiere para preparar 5,00x102 mL de una disolución 2,80 M.
39. Desriba cómo prepararía 250 mL de una disolución de NaNO3 0,707 M. R. Disolver 15,0 g de NaNO3 en suficiente
gua para integrar 250 mL.
40. ¿Cuántos moles de MgCl2 están presentes en 60,0 mL de una disolución de MgCl2 0,100 M?
41. ¿Cuántos gramos de KOH están presentes en una disolución 5,50 M? R. 10,8 g.
42. Calcule la molaridad de cada una de las siguientes disoluciones: a) 29,0 g de etanol (C2H5OH) en 545 mL de
disolución, b) 15,4 g de sacarosa (C12H22O11) en 74 mL de disolución, c) 9,00 g de cloruro de sodio en 86,4 mL de
disolución.
43. Calcule la molaridad de cada una de las siguientes disoluciones: a) 6,67 g de metanol (CH3OH) en 1,50x102 mL de
disolución, b) 10,4 g de cloruro de calcio en 2,20x102 mL de disolución, c) 7,82 g de naftaleno (C10H8) en 85,2 mL
de disolución de benceno. R. a) 1,37 M, b) 0,426 M, c) 0,716 M.
44. Calcule el volumen en mL de disolución requerida para tener lo siguiente: a) 2,14 g de cloruro de sodio a partir
de una disolución 0,270 M, b) 4,30 g de etanol a partir de una disolución 1,50 M, c) 0,85 g de ácido acético
(CH3COOH) a partir de una disolución 0,30 M.
45. Determine los gramos de cada uno de los siguientes solutos que se necesitan para preparar2,50x10 2 mL de una
disolución 0,100 M de: a) yoduro de cesio, b) ácido sulfúrico, c) carbonato de sodio, d) dicromato de potasio, e)
permanganato de potasio. R. a) 6,50 g, b) 2,45 g, c) 2,65 g, d) 7,36 g , e) 3,95 g.
Problemas del 12.15 al 12.19 y del 12.22 al 12.24 de la p. 535 del Chang
46. Calcule el porcentaje en masa de soluto en cada una de las siguientes disoluciones: a) 5,59 g de NaBr en 78,2 g de
disolución, b) 31,0 g de KCl en 152 g de agua, c) 4,5 g de tolueno C7H8 en 29 g de benceno C6H6 (el benceno es el
solvente).
47. Calcule la cantidad de agua en gramos que se debe agregar a: a) 5,00 g de urea (NH2)2CO para preparar una
disolución a 16,2 % en masa y b) 26,2 g de cloruro de magnesio para preparar una disolución 1,5 % en masa.
R. a) 25,9 g, b) 1,72x103 g.
48. Calcule la molalidad de cada una de las siguientes disoluciones: a) 14,3 g de sacarosa (C12H22O11) en 676 g de agua,
b) 7,20 moles de etilenglicol (C2H6O2) en 3546 g de agua.
49. Calcule la molalidad de cada una de las siguientes disoluciones: a) disolución de cloruro de sodio 2,50 M (densidad
de la disolución 1,08 g/mL), b) disolución de bromuro de potasio a 48,2 % en masa. R. a) 2,68 m, b) 7,82 m.
50. Calcule la molalidad de cada una de las siguientes disoluciones: a) disolución de azúcar (C12H22O11) 1,22 M
(densidad de la disolución 1,12 g/mL), b) disolución de NaOH 0,87 M (densidad de la disolución 1,04 g/mL), c)
disolución de NaHCO3 5,24 M (densidad de la disolución 1,19 g/mL).
51. El ácido sulfúrico concentrado que se utiliza en el laboratorio es 98,0 % en masa. Calcule la molalidad y la
molaridad de la disolución ácida (densidad de la disolución 1,83 g/mL). R. 5,0x102 m; 18,3 M.
52. Calcule la molalidad y la molaridad de una disolución de amoníaco preparada con 30,0 g de amoníaco en 70,0 g
de agua. La densidad de la disolución es 0,982 g/mL.
53. La densidad de una disolución acuosa que contiene 10,0 % en masa de etanol (C2H5OH) es 0,984 g/mL. a) Calcule
la molalidad de esta disolución, b) calcule su molaridad, c) ¿qué volumen de disolución contendrá 0,125 moles de
etanol? R. a) 2,41 m, b) 2,13 M, c) 0,0587 L.
Materia: Física y Química
Curso: 2do BGU
Profesora: María de los Angeles Ortega Ortega
Ejercicios de estudio
Bloque 4: Ácidos, Bases y Sales
1. Identifique si los siguientes compuestos son ácidos o bases (escribiendo la palabra ácido o la palabra base en la
columna correspondiente) de acuerdo con Arrhenius, Brönsted-Lowry y/o Lewis. Señale todos los autores según
los cuales la sustancia es ácido o base, marcando con una x en la columna correspondiente.
Sustancia
BrH2SO3
HI
Ca(OH)2
Fe2+
BCl3
H2CO3
NH2Mg2+
BI3
NO2HCN
LiOH
H2CO3
OHNH3
HCl
AlCl3
O2KOH
H3PO4
NH2-
Ácido o Base
Arrhenius
Según la teoría de
Brönsted-Lowry
Lewis
2. Clasifique cada una de las siguientes especies con ácido de Brönsted-Lowry, base de Brönsted-Lowry o anfótero:
a) H2O, b) OH-, c) H3O+, d) NH2-, e) NO3-, f) CO32-, g) HBr, h) HCN.
3. Identifique los pares conjugados ácido base en las siguientes reacciones:
a) 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂 − + 𝐻𝐶𝑁 ⇌ 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝐶𝑁 −
b) 𝐻𝐶𝑂3− + 𝐻𝐶𝑂3− ⇌ 𝐻2 𝐶𝑂3 + 𝐶𝑂32−
c) 𝐻2 𝑃𝑂4− + 𝑁𝐻3 ⇌ 𝐻𝑃𝑂42− + 𝑁𝐻4+
d) 𝐻𝐶𝑙𝑂 + 𝐶𝐻3 𝑁𝐻2 ⇌ 𝐶𝐻3 𝑁𝐻3+ + 𝐶𝑙𝑂−
e) 𝐶𝑂32− + 𝐻2 𝑂 ⇌ 𝐻𝐶𝑂3− + 𝑂𝐻 −
f) 𝐻𝐶𝑁 + 𝐶𝑂3 2− ⇌ 𝐻𝐶𝑂3 − + 𝐶𝑁 −
g) 𝑁𝐻3 + 𝐻𝐼 ⇌ 𝑁𝐻4+ + 𝐼 −
h) 𝑂2− + 𝐻2 𝑂 ⇌ 𝑂𝐻 − + 𝑂𝐻 −
i) 𝐶2 𝐻3 𝑂2− + 𝐻2 𝑂 ⇌ 𝐻𝐶2 𝐻3 𝑂2 + 𝑂𝐻 −
j) 𝐻𝐹 + 𝑁𝐻3 ⇌ 𝑁𝐻4+ + 𝐹 −
k) 2𝑂𝐻 − + 𝑍𝑛(𝑂𝐻)2 ⇌ 2𝐻2 + 𝑂𝑍𝑛𝑂2−
l) 𝑁𝐻3 + 𝐻𝐶𝑁 ⇌ 𝐶𝑁 − + 𝑁𝐻4+
4. Explique las observaciones siguientes: a) El HCl es un ácido más fuerte que el H2S, b) el H3PO4 es un ácido más
fuerte que el H3AsO4, c) el HBrO3 es un ácido más fuerte que el HBrO2.
5. Con base en su composición y estructura, así como las relaciones entre ácidos y bases conjugadas, identifique la
base más fuerte entre los pares siguientes: a) BrO- o ClO-, b) BrO- o BrO2-, c) HPO42—o H2PO4-.
6. A continuación se presenta una tabla, debe completarla señalando qué tipo de ácidos son (binarios u oxoácidos),
cuál es el criterio que va a usar para determinar cuál es el ácido más fuerte y finalmente, cuál es el ácido más
fuerte. (0,5 c/u)
Ácidos a comparar
H2O y H2Se
HClO3 y HBrO3
HClO y HBrO
H2O y H2S
H2S y HCl
H3PO4 y H2SO4
HCl y HI
H2SeO3 y H2SO3
HF y HI
HClO2 y HClO4
Tipo de ácido
Criterio
Ácido más fuerte
7. Calcule la concentración de ion hidrógeno, la concentración de ion hidróxido, el pH y el pOH de las siguientes
disoluciones de ácidos fuertes y bases fuertes. Una vez realizados todos los cálculos, llene con los resultados la
tabla que se encuentra en la siguiente página.
a. Una disolución de ácido clorhídrico 1,4x10-3 M.
b. Una disolución de hidróxido de Calcio 0,003 M
c. Una disolución formada por 2,19 g de ácido nítrico en 530 mL de disolución
d. 20 mL de hidróxido de sodio 0,51 M diluido a 1,5 L
e. Una disolución formada por una mezcla de 25 mL de ácido sulfúrico 6x10-3 M y 35 mL de ácido yodhídrico
2x10-3 M
f. Una disolución de hidróxido de Bario 0,0045 M
g. Una disolución formada por 3,10 g de ácido sulfúrico en 640 mL de disolución
h. 70 mL de hidróxido de potasio 0,07 M diluido a 0,5 L
i. Una disolución formada por una mezcla de 20 mL de ácido nítrico 6,3x10-3 M y 30 mL de ácido bromhídrico
2,4x10-3 M
j. Una disolución formada por 2,03 g de ácido perclórico en 465 mL de disolución
k. 20 mL de ácido clorhídrico 0,5 M diluido a 2L
l. Una disolución formada por una mezcla de 15 mL de hidróxido de sodio 2x10-3 M y 35 mL de hidróxido de
potasio 3x10-3 M
8. Disocie cada una de las siguientes sales en su anión y su catión. Identifique el ácido y la base de donde provienen
y prediga el tipo de disolución que forman: neutra, ácida o básica:
Sal
Bromato de
sodio
Perclorato de
amonio
Carbonato de
calcio
Cloruro de
magnesio
Yoduro de
amonio
Fosfato de
bario
Fórmula
Catión
Anión
Base que da
lugar al catión
Ácido que da
lugar al anión
Tipo de solución
que forma
Materia: Física y Química
Curso: 2do BGU
Profesora: María de los Angeles Ortega Ortega
Ejercicios de estudio
Bloque 5: Velocidad de reacción y equilibrio químico
1. Explique cuáles son los factores que influyen en a velocidad de reacción y cómo influye cada uno.
Formulación de constantes de equilibrio
2. Escribas las expresiones para las constantes de equilibrio para Kc y Kp, si es el caso, en cada uno de los siguientes
procesos:
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
2𝐶𝑂2 (𝑔) ⇌ 2𝐶𝑂(𝑔) + 𝑂2 (𝑔)
𝐶(𝑠) + 𝐶𝑂2 (𝑔) ⇌ 2𝐶𝑂(𝑔)
𝐻𝐶𝑂𝑂𝐻 (𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) ⇌ 𝐻𝐶𝑂𝑂 − (𝑎𝑐) + 𝐻3 𝑂+ (𝑎𝑐)
2𝐻𝑔𝑂(𝑠) ⇌ 2𝐻𝑔(𝑙) + 𝑂2 (𝑔)
𝑁𝐻4 𝐻𝑆(𝑠) ⇌ 𝑁𝐻3 (𝑔) + 𝐻2 𝑆(𝑔)
2𝐻𝐹(𝑔) ⇌ 𝐹2 (𝑔) + 𝐻2 (𝑔)
𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 (𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂(𝑙) ⇌ 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂 − (𝑎𝑐) + 𝐻3 𝑂 + (𝑎𝑐)
𝐴𝑔2 𝐶𝑂3 (𝑠) ⇌ 2𝐴𝑔+ (𝑎𝑐) + 𝐶𝑂3 2− (𝑎𝑐)
Cálculo de Qc
3. Al principio de una reacción, hay 0,550 moles de N2, 3,10x10-2 moles de H2 y 3,56x10-3 moles de NH3 en un matraz
de 2,30 L a 375 °C. Si la constante de equilibrio Kc para la reacción
𝑁2 (𝑔) + 3𝐻2 (𝑔) ⇌ 2𝑁𝐻3 (𝑔)
es 1,2 a esa temperatura determine si el sistema está en equilibrio. Si no es así, prediga en qué dirección procederá
la reacción.
4. La constante de equilibrio (Kc) para la formación de cloruro de nitrosilo, a partir de óxido nítrico y cloro molecular
2𝑁𝑂(𝑔) + 𝐶𝑙2 (𝑔) ⇌ 2𝑁𝑂𝐶𝑙(𝑔)
tiene un valor de 6,5x104 a 35 °C. En un experimento se mezclan 4,0x10-2 moles de NO, 3,8x10-2 moles de Cl2 y 8,8
moles de NOCl en un matraz de 2,50 L. ¿En qué dirección procederá el sistema para hallar el equilibrio?
Cálculo de Kc y Kp
5. El dióxido de nitrógeno gaseoso, se descompone en monóxido de nitrógeno gaseoso y oxígeno molecular. Se deja
equilibrar a 1000 K y se encuentra que las presiones parciales de los tres gases son 𝑃𝑁𝑂2 = 0,020 atm, 𝑃𝑁𝑂 = 0,5
atm, y 𝑃𝑂2 =0,25 atm. Halle Kc y Kp.
6. A 730 °C, la reacción entre el hidrógeno molecular y el Bromo molecular para dar Bromuro de hidrógeno gaseoso
se encuentra en equilibrio cuando contiene 0,0114 mol de H2., 1,25x10-4 mol de Br2 y 2,55 mol de HBr, en un
recipiente de 2,5 L. Halle Kc y Kp.
7. El pentacloruro de fósforo gaseoso se descompone en tricloruro de fósforo y el cloro gaseosos. Se carga un
recipiente de reacción con pentacloruro de fósforo y se deja equilibrar a 177°C. En el equilibrio las presiones
parciales de los tres gases son 𝑃𝑃𝐶𝑙3 = 0,248 atm, 𝑃𝐶𝑙2 = 0,157 atm, y 𝑃𝑃𝐶𝑙5 =2,60 atm. Halle Kc y Kp.
8. El metanol (CH_3 OH) gaseoso se produce mediante la reacción entre el monóxido de carbono e hidrógeno
molecular. A 227 °C una mezcla en equilibrio, en un recipiente de 4,0 L, contiene 0,0812 mol de CH_3 OH, 0,340
mol de CO y 0,604 mol de H2. Halle Kc y Kp.
9. Se coloca yoduro de hidrógeno gaseoso en un recipiente cerrado a 698 K, donde se descompone en hidrógeno
molecular y yodo molecular. Se miden las presiones parciales en el equilibrio y los valores son: P_HI=0,404
atm,P_(H_2 )=0,0548 atm,P_(I_2 )=0,0548 atm. Halle Kc y Kp.
10. A 993 K, la reacción entre el nitrógeno molecular y el hidrógeno molecular para dar amoníaco se encuentra en
equilibrio cuando contiene 13,2 mol de H2., 1,026 mol de N2 y 1,575 mol de NH3, en un recipiente de 1,5 L. Halle
Kc y Kp.
Cálculo de concentraciones de equilibrio
11. Para la reacción
𝐻2 (𝑔) + 𝐶𝑂2 (𝑔) ⇌ 𝐻2 𝑂(𝑔) + 𝐶𝑂(𝑔)
a 700 °C, Kc=0,534. Calcule la concentración de todas las especies en el equilibrio si se calienta a 700 °C una mezcla
de 0,300 moles de CO y 0,500 moles de H2O, en un recipiente de 10,0 L.
12. A 1650 °C, la constante de equilibrio Kc para la reacción
𝐻2 (𝑔) + 𝐶𝑂2 (𝑔) ⇌ 𝐻2 𝑂(𝑔) + 𝐶𝑂(𝑔)
es 4,2. Si se comienza con las siguientes concentraciones iniciales: [𝐶𝑂] = 0,05 𝑀, [𝐻2 ] = 0,54 𝑀, [𝐶𝑂2 ] =
0,54 𝑀, [𝐻2 𝑂] = 0,4 𝑀. Calcule las concentraciones de todas las especies en equilibrio.
13. La disociación de yodo molecular en átomos de yodo, se representa como
𝐼2 ⇌ 2𝐼
-5
a 1000 K la constate Kc es de 3,8x10 . Si se inicia con 0,0450 moles de I2 y 0,0025 moles de I, en un recipiente de
2,5 L ¿Cuál es la concentración en equilibrio de los gases?
14. A 530 °C, la constante de equilibrio Kc para la reacción
𝑁2 (𝑔) + 𝑂2 (𝑔)(𝑔) ⇌ 2𝑁𝑂(𝑔)
es 2,9x10-11. Si se comienza con las siguientes concentraciones iniciales: [𝑂2 ] = 0,590𝑀, [𝑁𝑂] =
1,5𝑥10−6 𝑀 , [𝑁2 ] = 0,176 𝑀, calcule las concentraciones de todas las especies en equilibrio.
15. A 730 °C, la constante de equilibrio Kc para la reacción
𝐻2 (𝑔) + 𝐵𝑟2 (𝑔) ⇌ 2𝐻𝐵𝑟(𝑔)
es 2,18x106. Si se comienza con las siguientes concentraciones iniciales: [𝐵𝑟2 ] = 0,0095 𝑀, [𝐻2 ] =
0,0050 𝑀, [𝐻𝐵𝑟] = 2,02 𝑀, calcule las concentraciones de todas las especies en equilibrio.
Principio de Le Châtelier (Problemas del 14.53 al 14.62 de la p. 636 del Chang)
16. Considere el siguiente sistema en equilibrio:
𝑆𝑂2 (𝑔) + 𝐶𝑙2 (𝑔) ⇌ 𝑆𝑂2 𝐶𝑙2 (𝑔)
Haga una predicción acerca de cómo cambiaría la posición de equilibrio si a) se añadiera gas Cl2 al sistema; b) se
retirara SO2Cl2 del sistema; c) se eliminara SO2 del sistema. Suponga que la temperatura permanece constante.
17. Al calentar bicarbonato de sodio sólido en un recipiente cerrado se establece el siguiente equilibrio:
2𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 (𝑠) ⇌ 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 (𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑔) + 𝐶𝑂2 (𝑔)
¿Qué le pasaría a la posición de equilibrio si: a) un poco de CO2 se retirara del sistema, b) un poco de Na2CO3 sólido
se agregara al sistema, c) un poco de NaHCO3 se retirara del sistema? La temperatura permanece constante. R. a)
se desplaza a la derecha; b) sin cambio; c) sin cambio.
18. Considere los siguientes sistemas en equilibrio
a. 𝐴 ⇌ 2𝐵
ΔH°=20,0 kJ/mol
b. 𝐴 + 𝐵 ⇌ 𝐶
ΔH°=-5,4 kJ/mol
c. 𝐴 ⇌ 𝐵
ΔH°=0,0 kJ/mol
Pronostique los cambios que experimentarían las constantes de equilibrio Kc para cada caso si se elevara la
temperatura del sistema de reacción.
19. ¿Qué efecto tiene el aumento de presión en cada uno de los siguientes sistemas en equilibrio? La temperatura se
mantiene constante y, en cada caso, los reactivos están en un cilindro al que se ajusta un émbolo móvil.
a. 𝐴(𝑠) ⇌ 2𝐵(𝑠)
b. 2𝐴(𝑙) ⇌ 𝐵(𝑙)
c. 𝐴(𝑠) ⇌ 𝐵(𝑔)
d. 𝐴(𝑔) ⇌ 𝐵(𝑔)
e. 𝐴(𝑔) ⇌ 2𝐵(𝑔)
R. a) sin cambio; b) sin cambio; c) se desplaza hacia la izquierda; d) sin cambio; e) se desplaza hacia la izquierda.
20. Considere el siguiente equilibrio:
2𝐼(𝑔) ⇌ 𝐼2
¿Qué efecto tendría la posición de equilibrio a) un incremento en la presión total del sistema mediante la
disminución de su volumen; b) la adición de 𝐼2 a la mezcla de reacción y c) una disminución en la presión.
21. Considere el siguiente proceso en equilibrio:
𝑃𝐶𝑙5 (𝑔) ⇌ 𝑃𝐶𝑙3 (𝑔) + 𝐶𝑙2 (𝑔)
ΔH°=92,5 kJ/mol
Pronostique la dirección en la que se desplazará el equilibrio cuando: a) la temperatura se eleva; se agrega más
cloro gaseoso a la mezcla de reacción; c) se retira algo de 𝑃𝐶𝑙3 de la mezcla; d) la presión del gas se incrementa;
e) se agrega un catalizador a la mezcla de reacción. R. a) se desplaza hacia la derecha; b) se desplaza hacia la
izquierda; c) se desplaza hacia la derecha; d) se desplaza hacia la izquierda; e) sin cambio.
22. Considere la reacción
2𝑆𝑂2 (𝑔) + 𝑂2 (𝑔) ⇌ 2𝑆𝑂3 (𝑔)
ΔH°=-198,2 kJ/mol
Señale los cambios que habría en las concentraciones de 𝑆𝑂2 , 𝑂2 y 𝑆𝑂3 en el equilibrio si: a) se aumentara la
temperatura; b) se aumentara la presión; c) se aumentara el 𝑆𝑂2 ; d) se agrega un catalizador; e) se agrega helio a
temperatura constante.
23. En la relación no catalizada
𝑁2 𝑂4 (𝑔) ⇌ 2𝑁𝑂2 (𝑔)
Las presiones de los gases en equilibrio son 𝑃𝑁2 𝑂4 =0,377 atm y 𝑃𝑁𝑂2 =1,56 tm a 100 °C ¿Qué le pasaría a estas
presiones si se agregara un catalizador a la mezcla. R. Sin cambio.
24. Considere la reacción en fase gaseosa
2𝐶𝑂(𝑔) + 𝑂2 (𝑔) ⇌ 2𝐶𝑂2 (𝑔)
Pronostique el desplazamiento en la posición de equilibrio cuando se agrega gas helio a la mezcla de equilibrio a)
a presión constante y b) a volumen constante.
25. Considere la siguiente reacción en equilibrio en un recipiente cerrado:
𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠) ⇌ 𝐶𝑎𝑂(𝑠) + 𝐶𝑂2 (𝑔)
¿Qué pasaría si en la mezcla: a) se aumentara el volumen; b) se agregara algo de 𝐶𝑎𝑂; c) se quitara algo de 𝐶𝑎𝐶𝑂3 ;
d) se agregara algo de 𝐶𝑂2 ; e) se aumentara la temperatura. R. a) Se formará más 𝑪𝑶𝟐 ; b) Sin cambio; c) Sin
cambio; d) se formará 𝑪𝒂𝑪𝑶𝟑 ; e) el equilibrio se desplazará hacia la derecha.
Materia: Física y Química
Curso: 2do BGU
Profesora: María de los Angeles Ortega Ortega
Ejercicios de estudio
Bloque 6: Electroquímica
1. Balancee las siguientes reacciones por el método de oxido-reducción.
a. 𝐻𝑁𝑂3 + 𝐻𝐵𝑟 → 𝐵𝑟2 + 𝑁𝑂 + 𝐻2 𝑂
b. 𝐴𝑔 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝑁𝑂 + 𝐻2 𝑂 + 𝐴𝑔𝑁𝑂3
c. 𝐶 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝑁2 + 𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑂
d. 𝐶 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝑁𝑂2 + 𝐶𝑂2 + 𝐻2 𝑂
e. 𝐶𝑂 + 𝐹𝑒2 𝑂3 → 𝐹𝑒 + 𝐶𝑂2
f. 𝐶𝑢 + 𝐻𝑁𝑂3 → 𝑁𝑂2 + 𝐶𝑢(𝑁𝑂3 )2 + 𝐻2 𝑂
g. 𝐹𝑒𝐶𝑙2 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝐹𝑒𝐶𝑙3 + 𝐻2
h. 𝐻2 𝑆𝑂4 + 𝐻𝐼 → 𝐻2 𝑆𝑂3 + 𝐼2 + 𝐻2 𝑂
i. 𝐻2 𝑆𝑂4 + 𝑍𝑛 → 𝑍𝑛𝑆𝑂4 + 𝐻2
j. 𝐻𝐶𝑙 + 𝐻𝐶𝑙𝑂3 → 𝐶𝑙2 + 𝐻2 𝑂
k. 𝐻𝐶𝑙 + 𝑀𝑛𝑂2 → 𝑀𝑛𝐶𝑙2 + 𝐻2 𝑂 + 𝐶𝑙2
l. 𝐾2 𝐶𝑟2 𝑂7 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝐶𝑟𝐶𝑙3 + 𝐾𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂 + 𝐶𝑙2
m. 𝐾2 𝐶𝑟2 𝑂7 + 𝐻𝐶𝑙 + 𝑆𝑛𝐶𝑙2 → 𝐶𝑟𝐶𝑙3 + 𝐾𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂 + 𝑆𝑛𝐶𝑙4
n. 𝐾𝑀𝑛𝑂4 + 𝐻𝐵𝑟 → 𝑀𝑛𝐵𝑟2 + 𝐾𝐵𝑟 + 𝐻2 𝑂 + 𝐵𝑟2
o. 𝐾𝑀𝑛𝑂4 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝑀𝑛𝐶𝑙2 + 𝐶𝑙2 + 𝐻2 𝑂 + 𝐾𝐶𝑙
p. 𝐾𝐶𝑙𝑂3 → 𝐾𝐶𝑙 + 𝑂2
q. 𝐾𝑁𝑂3 + 𝑆 → 𝑆𝑂2 + 𝐾2 𝑂 + 𝑁𝑂
r. 𝑁𝑎2 𝐶𝑟2 𝑂7 + 𝐹𝑒𝐶𝑙2 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝐶𝑟𝐶𝑙3 + 𝐹𝑒𝐶𝑙3 + 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂
s. 𝑁𝑎2 𝐶𝑟2 𝑂7 + 𝐻𝐶𝑙 → 𝐶𝑟𝐶𝑙3 + 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂 + 𝐶𝑙2
t. 𝑆𝑛𝐶𝑙4 + 𝑁𝐻3 → 𝑆𝑛𝐶𝑙3 + 𝐻𝐶𝑙 + 𝑁2
u. 𝐹𝑒2 𝑂3 + 𝐶𝑂 → 𝐶𝑂2 + 𝐹𝑒
v. 𝐹𝑒𝑆 + 𝑂2 → 𝐹𝑒2 𝑂3 + 𝑆𝑂2
2. Represente los siguientes procesos mediante una ecuación balanceada por el método de oxido-reducción.
a. El monóxido de nitrógeno gaseoso, se prepara por reacción del cobre metálico con ácido nítrico,
obteniéndose, además, nitrato de cobre (II) y agua.
b. El ácido sulfúrico concentrado reacciona con el bromuro de potasio para dar sulfato de potasio, bromo,
dióxido de azufre y agua.
c. El ácido sulfúrico reacciona con cobre para dar sulfato de cobre (II), dióxido de azufre y agua.
d. El ácido nítrico concentrado reacciona con carbono produciéndose dióxido de nitrógeno, dióxido de
carbono y agua.
e. El ácido nítrico reacciona con el ácido sulfhídrico dando azufre elemental, monóxido de nitrógeno y agua.
f. El cloro reacciona con hidróxido de potasio produciendo clorato de potasio, cloruro de potasio y agua.
g. El yodo sólido reacciona con el ácido nítrico para dar ácido yódico, dióxido de nitrógeno y agua.
h. El ácido sulfuroso reacciona con el ácido nitroso para producir ácido sulfúrico, monóxido de nitrógeno y
agua.
i. El permanganato de potasio reacciona con sulfato ferroso y ácido sulfúrico para producir sulfato de
manganeso (II), sulfato férrico, sulfato de potasio y agua.
j. El amoníaco reacciona con el óxido de cobre (II) para producir nitrógeno gaseoso, cobre elemental y agua.
k. El óxido de estaño (II) reacciona con el ácido nítrico para obtener óxido de estaño (IV), monóxido de
nitrógeno y agua.
3. Balancee las siguientes ecuaciones por el método del ion-electrón, considerando las reacciones en medio básico.
a. 𝐵𝑟 − + 𝑀𝑛𝑂4 − → 𝑀𝑛𝑂2 + 𝐵𝑟𝑂3 −
b. 𝑃𝑏(𝑂𝐻)4 2− + 𝐶𝑙𝑂− → 𝑃𝑏𝑂2 + 𝐶𝑙 −
c. 𝑇𝑙 3+ + 𝑁𝐻2 + → 𝑇𝑙1+ + 𝑁2
d. 𝑇𝑙 3+ + 𝐻𝑁𝐻3 + → 𝑇𝑙1+ + 𝑁2
e. 𝑆𝐶𝑁 − + 𝐵𝑟𝑂3 − → 𝐶𝑁 − + 𝐵𝑟 − + 𝑆𝑂4 2−
f. 𝑈𝑂2+ + 𝐶𝑙𝑂3 − → 𝑈𝑂2 2+ + 𝐶𝑙 −
g. 𝐵𝑟2 → 𝐵𝑟𝑂3 − + 𝐵𝑟 −
h. 𝐶𝑟𝑂4 2− + 𝐻𝑆𝑛𝑂2 − → 𝐻𝑆𝑛𝑂3 − + 𝐶𝑟𝑂2
i. 𝐼𝑂− + 𝐻𝑃𝑂3 2− → 𝑃𝑂4 3− + 𝐼 −
3−
j. 𝐴𝑙 + 𝑂𝐻 − → 𝐴𝑙(𝑂𝐻)6 + 𝐻2
−
k. 𝐴𝑢 + 𝐶𝑁 + 𝑂2 → (𝐴𝑢(𝐶𝑁)2 )− + 𝑂𝐻 −
4. Balancee las siguientes ecuaciones por el método del ion-electrón, considerando las reacciones en medio ácido.
a. 𝐶𝑙 − + 𝐶𝑟2 𝑂7 2− → 𝐶𝑟 3+ + 𝐶𝑙2
b. 𝑆𝑛2+ + 𝐹𝑒 3+ → 𝑆𝑛4+ + 𝐹𝑒 2+
c. 𝑆𝑛 + 𝑉𝑂2+ → 𝑆𝑛2+ + 𝑉 3+
d. 𝑀𝑔 + 𝑁𝑂3 − → 𝑀𝑔2+ + 𝑁𝑂
e. 𝑍𝑛 + 𝑁𝑂3 − → 𝑍𝑛2+ + 𝑁𝑂2
f. 𝑍𝑛 + 𝑁𝑂3 − → 𝑍𝑛2+ + 𝑁𝑂
g. 𝑍𝑛 + 𝑁𝑂3 − → 𝑍𝑛2+ + 𝑁2 𝑂
h. 𝑍𝑛 + 𝑁𝑂3 − → 𝑍𝑛2+ + 𝑁2
i. 𝑍𝑛 + 𝑁𝑂3 − → 𝑍𝑛2+ + 𝑁𝐻3
j. 𝐶𝑙 − + 𝑀𝑛𝑂4 − → 𝑀𝑛2+ + 𝐶𝑙2
Problemas del 19.11 al 19.18 de las pp. 855 y 856 del Chang
5. Calcule la fem estándar de una celda que utiliza las reacciones de semicelda Mg/Mg2+ y Cu/Cu2+ a 25 °C. Escriba la
ecuación de la reacción de la celda en condiciones de estado estándar.
6. Calcule la fem estándar de un celda que utiliza las reacciones de semicelda Ag/Ag+ y Al/Al3+. Escriba la ecuación de
la reacción de la celda que se lleva a cabo en condiciones de estado estándar. R. 2,46 V; 𝑨𝒍 + 𝟑𝑨𝒈+ → 𝟑𝑨𝒈 +
𝑨𝒍𝟑+ .
7. Prediga si el Fe3+ puede oxidar el ion I- hasta I2 en condiciones de estado estándar.
8. ¿Cuál de los siguientes reactivos es capaz de oxidar el H2O a O2 (g) en condiciones de estado estándar? H+ (ac), Cl(ac), Cl2 (g), Cu2+ (ac), Pb2+ (ac), MnO4- (ac) en medio ácido. R. Cl2 (g) y MnO4- (ac)
9. Para las siguientes semireacciones:
𝑀𝑛𝑂4 − (𝑎𝑐) + 8𝐻 + (𝑎𝑐) + 5𝑒 − → 𝑀𝑛2+ (𝑎𝑐) + 4𝐻2 𝑂 (𝑙)
𝑁𝑂3 − (𝑎𝑐) + 4𝐻 + (𝑎𝑐) + 3𝑒 − → 𝑁𝑂(𝑔) + 2𝐻2 𝑂 (𝑙)
Prediga si os iones NO3 oxidarán el Mn2+ a MnO4- en condiciones de estado estándar.
10. Prediga si las siguientes reacciones sucederán espontáneamente en disolución acuosa a 25°C. Suponga que la
concentración inicial de todas las especies disueltas es 1,0 M.
a. 𝐶𝑎 (𝑠) + 𝐶𝑑2+ (𝑎𝑐) → 𝐶𝑎2+ (𝑎𝑐) + 𝐶𝑑(𝑠)
b. 2𝐵𝑟 − (𝑎𝑐) + 𝑆𝑛2+ (𝑎𝑐) → 𝐵𝑟2 (𝑙) + 𝑆𝑛(𝑠)
c. 2𝐴𝑔(𝑠) + 𝑁𝑖 2+ (𝑎𝑐) → 2𝐴𝑔+ (𝑎𝑐) + 𝑁𝑖 (𝑠)
d. 𝐶𝑢+ (𝑎𝑐) + 𝐹𝑒 3+ (𝑎𝑐) → 𝐶𝑢2+ (𝑎𝑐) + 𝐹𝑒 2+ (𝑎𝑐)
R. a y d.
11. ¿Cuál especie de cada uno de los siguientes pares es mejor agente oxidante en condiciones de estado estándar?
a. Br2 o Au3+
b. H2 o Ag+
c. Cd2+ o Cr3+
d. O2 en medio ácido u O2 en medio básico
12. ¿Cuál especie de cada uno de los siguientes pares es mejor agente reductor en condiciones de estado estándar?
a. Na o Li
b. H2 o I2
c. Fe2+ o Ag
d. Br- o Co2+
R. Li, H2, Fe2+, Br-.