Hojas de fórmulas, los pasos clave de los métodos de cada tema y 14 problemas de práctica, con las soluciones completas al final.
12 g de Fe2O3 y 10 g de CO reaccionan según Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2. ¿Qué masa m de CO2 se puede formar?
En la reacción 2Na + Cl2 → 2NaCl, 6 g de Na reaccionan por completo (los demás reactivos en exceso) y se recogen 14,34 g de NaCl. Calcula el rendimiento porcentual Y.
Necesitas 250 mL de disolución 0,05 mol/L y tienes una disolución madre 4 mol/L. ¿Qué volumen V1 de disolución madre necesitas?
Se mezclan 50 mL de una disolución 0,8 mol/L con 250 mL de una disolución 0,1 mol/L de la misma sustancia. Calcula la concentración c de la mezcla (los volúmenes son aditivos).
Un depósito de 20 L contiene 60 g de CH₄ a 90 °C. Trátalo como un gas ideal y halla la presión P.
Halla la densidad ρ de CH₄ a 150 kPa y 90 °C, tratándolo como un gas ideal.
Un bloque de aluminio de 150 g (c = 0,897 J/(g·°C)) a 170 °C se introduce en 300 g de agua (c = 4,18 J/(g·°C)) a 16 °C dentro de un vaso aislado. Halla la temperatura final Tf.
Usa las entalpías estándar de formación para calcular el calor q desprendido cuando 100 g de C4H10 (M = 58,12 g/mol) se queman por completo: 2C4H10 + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Da q como número positivo.
Se introducen 0,2 mol/L de H₂ y 0,2 mol/L de I₂ en un recipiente y reaccionan: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, con Kc = 16. Calcula la concentración en el equilibrio [H2].
El PCl₅ se descompone: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, con Kc = 0,04 a la temperatura de reacción. Un recipiente contiene al principio solo 0,5 mol/L de PCl₅. Calcula la concentración en el equilibrio [PCl5].
Calcula el pH pH de una disolución 0,1 mol/L de ácido benzoico (Ka = 6,3 × 10⁻⁵).
Un tampón contiene 0,2 mol/L de ácido benzoico y 0,2 mol/L de su sal sódica. Ka = 6,3 × 10⁻⁵. Calcula el pH pH del tampón.
Una reacción de segundo orden (−rA = k·CA²) tiene k = 0,4 L/(mol·min) y una concentración inicial de 0,8 mol/L. Halla su primera vida media t½.
Una reacción tiene una energía de activación de 60 kJ/mol. A 20 °C es demasiado lenta. ¿Hasta qué temperatura T2 (en °C) hay que calentarla para que sea 2 veces más rápida?
Respuesta: m = 9,921 g
Estequiometría: una ecuación ajustada cuenta partículas, no gramos. Pasa la masa a moles con n = m/M, usa los coeficientes de la ecuación como relación molar y vuelve a masa con m = n·M. Con dos reactivos, el reactivo limitante es el que se agota primero y fija cuánto producto se forma.
Respuesta: Y = 94,02 %
Estequiometría: una ecuación ajustada cuenta partículas, no gramos. Pasa la masa a moles con n = m/M, usa los coeficientes de la ecuación como relación molar y vuelve a masa con m = n·M. Con dos reactivos, el reactivo limitante es el que se agota primero y fija cuánto producto se forma.
Respuesta: V1 = 3,125 mL
Molaridad: concentración c = n/V en mol/L, con n = m/M. Al diluir se añade disolvente pero no soluto, así que el número de moles no cambia: c₁·V₁ = c₂·V₂. Al mezclar dos disoluciones del mismo soluto, se suman los moles y también los volúmenes.
Respuesta: c = 0,2167 mol/L
Molaridad: concentración c = n/V en mol/L, con n = m/M. Al diluir se añade disolvente pero no soluto, así que el número de moles no cambia: c₁·V₁ = c₂·V₂. Al mezclar dos disoluciones del mismo soluto, se suman los moles y también los volúmenes.
Respuesta: P = 564,7 kPa
Ley de los gases ideales: PV = nRT, con n = m/M.
Respuesta: ρ = 0,7969 kg/m³
Densidad de un gas ideal: ρ = PM/(RT).
Respuesta: Tf = 30,92 °C
Calor y entalpía: calentar una sustancia requiere q = m·c·ΔT. En un calorímetro, el calor cedido por el cuerpo caliente es igual al calor absorbido por el frío. La variación de entalpía de una reacción se obtiene de las entalpías de formación: ΔH° = ΣΔH°f(productos) − ΣΔH°f(reactivos), cada una multiplicada por su coeficiente.
Respuesta: q = 4951 kJ
Calor y entalpía: calentar una sustancia requiere q = m·c·ΔT. En un calorímetro, el calor cedido por el cuerpo caliente es igual al calor absorbido por el frío. La variación de entalpía de una reacción se obtiene de las entalpías de formación: ΔH° = ΣΔH°f(productos) − ΣΔH°f(reactivos), cada una multiplicada por su coeficiente.
Respuesta: [H2] = 0,06667 mol/L
Equilibrio químico: para aA + bB ⇌ cC + dD, la constante de equilibrio es Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), con las concentraciones en el equilibrio. Una tabla ICE (Inicial, Cambio, Equilibrio) relaciona las cantidades iniciales con las de equilibrio mediante una única incógnita x, multiplicada por los coeficientes.
Respuesta: [PCl5] = 0,3772 mol/L
Equilibrio químico: para aA + bB ⇌ cC + dD, la constante de equilibrio es Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), con las concentraciones en el equilibrio. Una tabla ICE (Inicial, Cambio, Equilibrio) relaciona las cantidades iniciales con las de equilibrio mediante una única incógnita x, multiplicada por los coeficientes.
Respuesta: pH = 2,606
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] y pOH = −log₁₀[OH⁻], con pH + pOH = 14 a 25 °C. Los ácidos y bases fuertes se ionizan por completo. Un ácido débil solo en parte: Ka = x²/(c − x), donde x = [H₃O⁺]. Un tampón de un ácido débil y su base conjugada sigue Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
HA ⇌ H⁺ + A⁻: se ionizan x mol/L de ácido.
Respuesta: pH = 4,201
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] y pOH = −log₁₀[OH⁻], con pH + pOH = 14 a 25 °C. Los ácidos y bases fuertes se ionizan por completo. Un ácido débil solo en parte: Ka = x²/(c − x), donde x = [H₃O⁺]. Un tampón de un ácido débil y su base conjugada sigue Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Respuesta: t½ = 3,125 min
Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).
Cada vida media posterior es el doble de larga, porque C₀ se ha reducido a la mitad.
Respuesta: T2 = 28,49 °C
Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).
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