QUIMICA GENERAL II Recuperatorio Primer Examen Parcial

06 de Diciembre de 2007 Apellido y nombre ................................................................................... Número de matrícula...................................... Comisión: …………… Aula: .............................

………. ....................................... Firma del alumno

================================================================== ATENCION - El examen consta de 6 preguntas. Revise que haya sido compaginado correctamente. - Todos los datos que necesita están dados en el enunciado. A menos que se diga otra cosa, se

supone que la temperatura es 25 ºC para todos los problemas. - Responda las preguntas en los espacios en blanco debajo de cada enunciado. - Justifique sus respuestas en forma BREVE Y CLARA. - Cuando informe resultados, deberá recuadrarlos para facilitar su visualización.

No escriba en la tabla que sigue a continuación (para uso de los docentes) Pregunta Puntaje Pregunta Puntaje 1

4

2

5

3

6

PUNTAJE TOTAL: .......................................................................... CALIFICACIÓN: .............................................................................

1. A 1000 oC, la piedra caliza se descompone según la siguiente reacción:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Kp = 3,87

a) Calcule Kc b) Indique J.S.R. cuál de los siguientes pares de gráficos (masa de CaCO3 vs. tiempo y presión de CO2 vs. tiempo) representan la evolución del sistema hasta alcanzar el equilibrio, cuando se coloca CaCO3 sólido en un recipiente de 1 L a 1000 oC.

a)

b)

c)

0

7,74

Tiempo 0

10

Tiempo

mCaCO3 (g)

0

3,87

Tiempo

pCO2 (atm)

0

2

Tiempo

mCaCO3 (g)

0

3,87

Tiempo

pCO2 (atm)

0

4

Tiempo

mCaCO3 (g)

pCO2 (atm)

2. Para la reacción:

C2H6(g) C2H4(g) + H2(g); Kp = 0,0502; ∆Ho = 142 kJ/mol (900 oC)

Se mezclan 1 atm de C2H6, 0,5 atm de C2H4 y 0,2 atm de H2 a 900 oC en un recipiente de 1 L.

a) Escriba la expresión de la constante de equilibrio para la reacción. b) Indique J.S.R. si el sistema se encuentra en equilibrio. Si la condición planteada no corresponde a un equilibrio, calcule la composición del sistema en el equilibrio. c) Indique brevemente J.S.R. qué efecto tendrá sobre la posición del equilibrio y sobre el valor de la constante de equilibrio:

i. Un aumento de la temperatura ii. El agregado de C2H6(g) iii. Una disminución de la presión total.

d) Prediga el signo del cambio de entropía del sistema J.S.R. ¿Con los datos disponibles, podría calcular ese cambio de entropía?

DATOS:

LnKRTGo −=∆ R = 8,314 J/K.mol

3. El siguiente gráfico representa la variación de energía libre en función del progreso de reacción para:

N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ∆Ho = -92,22 kJ/mol; Kc = 4 x108 a 298 K

a) Indique en el gráfico la posición de equilibrio para la reacción. J.S.R. b) Para las siguientes condiciones de reacción a 298 K:

[N2] M [H2] M [NH3] M 1 1 x 10-3 1 x 10-3 2 x 10-2 2 1 x 10-2 4 x 10-2 1 x 10-2 3 6 x 10-4 5 x 10-6 1 x 10-1

Indique cualitativamente en el gráfico que posición representa cada una de ellas respecto de la posición de equilibrio. ¿Qué signo tiene ∆G para cada una de estas posiciones?

c) Calcule Kc a 500 K.

DATOS:

LnQRTGG o +∆=∆ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

∆=

21

o

1

2T1

T1

RH

KK

Ln R = 8,314 J/K.mol

Progreso de la reaccion

Ener

gia

Libr

e, G

4. El N2 y O2 pueden reaccionar formando NO:

N2(g) + O2(g) 2 NO(g)

Teniendo en cuenta los siguientes datos termodinámicos a 1 bar y 25 oC:

∆Hof (kJ/mol) So

m (J/K.mol) N2 0 191,5 O2 0 205,0 NO 90,4 210,6

a) Calcule ∆Hor y ∆So

r 25 oC. b) Complete la siguiente tabla con los datos que faltan (suponga que ∆Ho

r y ∆Sor

no varían con la temperatura):

Temperatura (K) ∆Gor (kJ/mol) Keq

298 175,4

1200

2,8x10-7

2000

c) ¿Qué puede concluir acerca de la estabilidad de las mezclas de gases N2 y O2 en la atmósfera? ¿Es posible revertir esa situación? ¿Cómo?

DATOS: STHG ∆−∆=∆ LnKRTGo −=∆ R = 8,314 J/K.mol

5. Para las siguientes mezclas: I. 100 ml de Na OH 0,2 M + 50 mL de KOH 0,1 M II. 100 mL de NaOH 0,2M + 50 mL agua III. 100 mL de Na OH 0,2 M + 50 mL HNO3 0,2 M IV. 100 mL de NaOH 1.10-7 M + agua hasta completar 1 L

a) Calcule: la concentración de todas las especies iónicas que se encuentran en

cada caso. b) Calcule el pH en cada una y ordene las cuatro en orden creciente de acidez.

6. a) Indique cuales de las siguientes soluciones son ácidas y cuales básicas:

I. HCN 0,1 M ( pKa= 10) II. NH4 Cl 0,01 M ( pKb del amoníaco= 4,78)

III. Una mezcla de 50 mL de HCl 0,1 M y 50 mL de NH3 0,1 M IV. BOH 0,1 M ( pKb = 6)

b) Calcule el pH de la solución IV e indique que aproximaciones realiza para el cálculo. Justifique.