9 na semana cepre unmsm

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9 na semana cepre unmsm

  1. 1. Página | 1 NOVENA PRÁCTICA DIRIGIDA DE QUÍMICA UNMSM TEMA: ESTADOS DE LA MATERIA ESTADO GASEOSO Es uno de los tres estados de agregación de la materia, se caracteriza principalmente porque las moléculas se encuentran grandemente distanciados, esto, porque las fuerzas de repulsión entre ellas es mucho mayor que las fuerzas de atracción A) GAS IDEAL.- Es un gas hipotético donde no existen fuerzas de atracción ni repulsión. Los gases reales tienen un comportamiento cercano al ideal a elevadas temperaturas y a bajas presiones. B) GAS REAL.- Es aquel que se encuentra en la naturaleza como el oxígeno (O2), nitrógeno (N2), hidrógeno (H2), etc. Compresibilidad Expansibilidad Difusión Efusión Son parámetros termodinámicos que determinan el comportamiento del estado gaseoso. A) PRESIÓN (P) B) VOLUMEN (V) C) TEMPERATURA (T) Boltzman, Clausius y Maxwell relacionan las propiedades mecánicas de las moléculas (gas) con la P, V, T. Los postulados de esta teoría son las siguientes: Las sustancias están constituidas por moléculas pequeñísimas ubicadas a gran distancia entre sí; su volumen se considera despreciable en comparación con los espacios vacíos que hay entre ellas. Las moléculas de un gas son totalmente independientes unas de otras, de modo que no existe atracción intermolecular alguna. Las moléculas de un gas se encuentran en movimiento continuo, en forma desordenada; chocan entre sí y contra las paredes del recipiente, de modo que dan lugar a la presión del gas Los choques de las moléculas son elásticos, no hay pérdida ni ganancia de energía cinética, aunque puede existir transferencia de energía entre las moléculas que chocan. La energía cinética media de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas; se considera nula en el cero absoluto. De acuerdo con los postulados enunciados, podemos hacernos una imagen clara y concisa de los gases. CLASES DE GASES PROPIEDADES GENERALES DE LOS GASES VARIABLES DE ESTADO 1 atm < > 760 mmHg < >101,3 kPa 1 L < > 103 mL < >103 cm < > 1 dm3 °۱ ૞ ൌ °۴ െ ૜૛ ૢ ൌ ۹ െ ૛ૠ૜ ૞ ൌ ‫܀‬ െ ૝ૢ૛ ૢ K = °C + 273 TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR DE LOS GASES IDEALES
  2. 2. “Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático” Página | 2 Llamado también ecuación de estado, relaciona matemáticamente las variables de estado (P, V, T) y la cantidad de gas (moles). Donde: P: Presión absoluta ( atm, mmHg) V: Volumen (L) T: Temperatura absoluta (K) n: Número de moles del gas ݊ ൌ ௠ M R: Constante universal de los gases ideales Valores de R: R = 0,082 R = 62,4 OTRA ECUACIÓN: D: Densidad del gas (g/L) 1. CONDICIONES NORMALES (C.N) Un gas se encuentra en condiciones normales (C.N) cuando: 2. VOLUMEN MOLAR (Vm) Es el volumen ocupado por una mol de gas a ciertas condiciones de presión y temperatura. A condiciones normales: Permite caracterizar cambios de estados de un sistema gaseoso siempre y cuando la masa permanezca constante es decir el cambio de estado se deba producir por cambios en las variables de estado (P, V, T) condición inicial condición final P1, V1, T1 P2, V2, T2 1 1 2 2 i i 1 2 i P V P V P V .......... cte T T T = = = = Es aquel tipo de proceso, donde una de las variables de estado del gas (P, V, T) permanecen constante. Encontramos tres leyes fundamentales: 1. LEY DE BOYLE MARIOTTE (T: CTE) “Proceso isotérmico”, si una masa de gas se somete a un proceso, manteniendo la T constante se cumple que la presión absoluta varía en función inversa con el volumen. 2. LEY DE CHARLES (P: CTE) “Proceso isobárico”, si una masa de gas se somete a un proceso, manteniendo la P constante, se cumple que el volumen varía en función directa con la T absoluta. P. V = R. T. n ECUACIÓN UNIVERSAL DE LOS GASES IDEALES Kmol Latm . . Kmol LmmHg . . P. = T. R . D CONCEPTOS IMPORTANTES P = 1 atm = 760 mmHg T= 0°C = 273K 1 mol-g (gas) ୭ୡ୳୮ୟ ሱۛۛሮ 22,4L ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES PROCESOS RESTRINGIDOS P1 . V1 = P2 . V2 V1 V2 = T1 T2
  3. 3. “Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático” Página | 3 3. LEY DE GAY LUSSAC (V: CTE) “Proceso isocórico o isométrico”, si una masa de gas se somete a un proceso manteniendo el V constante, se cumple que la presión absoluta varía en función directa con la T absoluta. SEMANA N°9: ESTADOS DE LA MATERIA 1. Marque la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F), respecto a los gases. I. Sus moléculas se encuentran muy separadas entre sí y presentan bajas fuerzas de repulsión. II. A temperaturas bajas y a presiones elevadas, se consideran como ideales. III. Presentan baja densidad y su atracción intermolecular se considera nula. IV. Presentan propiedades como la expansión, la compresibilidad y la difusión. A) VVFF B) VFVF C) FVFF D) FFFV E) VFFV 2. Para una masa constante de gas ideal, marque la secuencia correcta de verdad (V) o falsedad (F). I. En un proceso isotérmico (Ley de Boyle), el volumen se duplica cuando su presión se reduce a la mitad. II. En un proceso isobárico (Ley de Charles), la temperatura y el volumen son directamente proporcionales. III. En un proceso isocórico (Ley de Gay-Lussac), la presión se triplica cuando la temperatura absoluta se reduce a la tercera parte. A) VFF B) VFV C) VVF D) FFV E) FVV 3. Una muestra de 30 mL de gas flúor se calienta desde 27 °C hasta 177 °C a presión constante, ¿cuál es su volumen final en litros? A) 4,5 x 102 B) 4,5 x 10-2 C) 4,5 x 10-3 D) 4,5 x 10-1 E) 4,5 x 101 4. Marque la secuencia de verdad (V) o falsedad (F) para los siguientes enunciados. I. A cierta presión (P), un recipiente de 10 L contiene N2 a 273K. Si la temperatura asciende a 546K la nueva presión será 2P. II. Si se calientan 200 mL de un gas desde 10 C a 20 C manteniendo constantes el número de moléculas y la presión el volumen que ocupará será 400 mL. III. Si la temperatura permanece constante, el volumen que ocuparán 900 mL de un gas a 700 mm de Hg, cuando la presión llega a 600 mm de Hg será 1,05 L. Datos: PA (N = 14; Cl = 35,5; Ar = 40) A) FVV B) VFV C) VVV D) FFF E) VFF 5. Una muestra de oxígeno ocupan 2,8 litros a 7°C y 760 mmHg, ¿qué volumen, en unidades SI ocuparán a 21 °C y 700 mmHg? A) 2,1x 10-3 B) 1,3 x 10-3 C) 2,3 x 10-3 D) 3,1 x 10-3 E) 3,2 x 10-3 6. Calcule la masa molecular de una sustancia gaseosa, sabiendo que 0,427 g de la misma ocupa un volumen de 328 mL a 1 atm de presión y 27 °C. Dato: R = 0,082 atm.L.mol−1 ·K−1 A) 16 g/mol B) 32 g/mol C) 48 g/mol D) 60 g/mol E) 64 g/mol 7. Se expanden 50 litros de un gas ideal a 17 °C y 780 mmHg hasta ocupar un volumen de 30 litros, a la vez que la presión ha adquirido el valor de 650 mmHg. Calcule la temperatura final del gas en °C. A) –128 B) 145 C) – 145 D) 128 E) 273 P1 P2 = T1 T2
  4. 4. “Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático” Página | 4 8. Según la reacción: K + H2SO4 → K2SO4 + H2, los gramos de potasio necesarios para producir 10 litros de H2 a 400 K y 166 kPa son: Pesos Atómicos: H= 1, O= 16, S = 32, K = 39 R = 8,3 kPa.L.mol−1 ·K−1 A) 19,5 B) 15,0 C) 39,0 D) 58,5 E) 78,0 9. Una mezcla formada por 0,15 moles de H2 y 0,30 moles de He se encuentra sometida a una presión de 1,20 atm. ¿cuál es la presión parcial, atmósferas del H2 y He? A) 0,8 y 0,4 B) 0,6 y 0,6 C) 0,4 y 0,8 D) 0,2 y 1,0 E) 0,5 y 0,7 10. ¿Cuál será la presión total en el interior, en atmósferas, de un recipiente de 2 L que contiene 1 g de He, 14g de CO y 10g de NO a 27 C? Datos: PA. He = 4; C= 12; N = 14; O = 16 R = 0,082 atm.L.mol−1 K−1 A) 8,03 B) 10,25 C) 9,23 D) 13,33 E) 12,5 11. ¿Cuál debe ser la presión, en mmHg, de una muestra de oxígeno molecular, que está a 47°C para que su densidad sea 1,5 g/L? Datos: Peso Atómicos: O= 16 R = 62,4 mmHg.L.mol−1 ·K−1 A) 936 B) 624 C) 639 D) 426 E) 369 12. Una muestra de metano (CH4) se escapa a través de un pequeño agujero en 40 s y un gas desconocido, en condiciones idénticas, necesita de 80 s ¿Cuál es la masa molar del gas desconocido? A) 4 g/mol B) 8 g/mol C) 16 g/mol D) 64 g/mol E) 32 g/mol 13. Señale la secuencia correcta de verdadero (V) o falso (F) con respecto a las propiedades de los líquidos. I. A mayor fuerza intermolecular menor es la tensión superficial. II. Al aumentar la temperatura, la viscosidad disminuye. III. Líquidos con baja presión de vapor tienen alto punto de ebullición. A) FFV B) VFV C) FVV D) FFF E) VFF 14. Con respecto a las propiedades de los líquidos indique lo INCORRECTO. A) La tensión superficial disminuye si la temperatura aumenta. B) Un líquido tiene alta presión de vapor entonces presenta bajo punto de ebullición. C) Si las fuerzas intermoleculares disminuyen la viscosidad también disminuye. D) El punto de ebullición normal del agua es 373 K a la presión externa es 1atm. E) Cuando se incrementa la temperatura de un líquido disminuye su tensión superficial y su presión de vapor. 15. Las sustancias que tienen mayor y menor punto de ebullición respectivamente son: I. C2H6 II. CH3CH2OH III. H2O IV. CH3OCH3 A) I y II B) II y III C) IV y II D) III y IV E) IIII y I PRÁCTICA DOMICILIARIA 1. Marque la alternativa que corresponda a las siguientes aseveraciones para los gases ideales. I. A temperatura constante, la presión de un gas es inversamente proporcional a las moles de gas II. Un aumento en el volumen de una cantidad dada de gas, a presión constante, ocasiona un incremento en la temperatura absoluta. III. A volumen constante, la presión de un gas aumenta proporcionalmente con la temperatura A) VVV B) FVV C) FVF D) VFV E) VVF
  5. 5. “Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático” Página | 5 2. Un gas en un globo para observaciones meteorológicas tiene un volumen de 1,50L a una presión de 1 atm. Suponiendo que la temperatura es constante, ¿a qué volumen, en litros, se expandirá el gas en el globo al ascender a 2500m si la presión a esta altura es de 0,75 atm? A) 0,50 B) 1,12 C) 0,11 D) 2,00 E) 0,20 3. Un gas ejerce una presión de 137kPa a 27ºC. Si la temperatura del gas aumenta a 147ºC a volumen constante. ¿Cuál será la presión final, en Pa, del gas? A) 1,92 x 10-1 B) 1,78 x 101 C) 1,92 x 105 D) 1,78 x 10-1 E) 1,92 x 10-2 4. Una muestra de 1,00L de un gas es recolectada a 27ºC y 1,25 atm. ¿Cuál es la presión del gas a 183ºC si el volumen es de 5,00L? A) 0,335 B) 0,380 C) 0,076 D) 0,760 E) 0,038 5. Un gas tiene una densidad de 0,900 g/L a 77ºC y a una presión de 0,350 atm. ¿Cuál es el peso molecular del gas? A) 64,8 B) 18,6 C) 73,2 D) 16,2 E) 73,8 6. El gas de una celda de descarga de láser se prepara mezclando 2,0 mol de CO2, 1,0 mol de N2 y 17 mol de He. Si la presión total es de 3,0 atm. Determine respectivamente la presión parcial de cada gas en la mezcla A) 0,30; 0,25 y 2,45 B) 0,32; 0,16 y 2,52 C) 0,30; 0,15 y 2,55 D) 0,16; 0,32 y 2,52 E) 0,15; 0,30 y 2,55 7. Un gas X, se difunde 1,66 veces más rápido que N2O(g). ¿A cuál de los siguientes gases corresponde el peso molecular de X? Dato: P.A ( N= 14; Ne= 20; C= 12; He= 4; H= 1) A) N2 B) Ne C) CH4 D) He E) NH3 8. En la combustión completa de 3,8g de CS2, ¿cuántos litros, en C.N, de SO2 se producen y cuántas moles de CO2 se forman? P.A (S=32; C=12) CS2 + O2 → CO2 + SO2 A) 2,24 y 0,05 B) 1,12 y 0,05 C) 1,79 y 0,04 D) 22,4 y 0,5 E) 0,89 y 0,04 9. Indique el cambio respectivo que ocurre, como resultado de un aumento de las fuerzas intermoleculares, en cada una de las siguientes propiedades de los líquidos: I. Presión de vapor II. Punto normal de ebullición III. Tensión superficial IV. Viscosidad A) Aumenta, aumenta, disminuye, disminuye B) Disminuye, aumenta, disminuye, disminuye C) Aumenta, disminuye, aumenta, disminuye D) Disminuye, aumenta, aumenta, aumenta E) Disminuye, aumenta, disminuye, aumenta 10.¿Cuál es la humedad relativa, si la presión parcial del vapor de agua en el aire es 14,4 mmmHg y la temperatura del aire es 22,4°C? Dato: P H2O(22,4ºC) = 20,32 mmHg A) 68,9 B) 70,9 C) 68,6 D) 79,0 E) 66,7 11. Una masa de neón ocupa 200mL a 87ºC. ¿Cuál es su nuevo volumen, en mL, a -1ºC, permaneciendo constante la presión? A) 166 B) 144 C) 181 D) 170 E) 151
  6. 6. “Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático” Página | 6 12. ¿A cuántos gramos equivale 1,00L del gas monóxido de carbono, medido a condiciones normales (C.N)? A) 1,16 B) 1,25 C) 1,42 D) 1,52 E) 1,65 13. Determine la densidad de gas acetileno (C2H2), en g/L, medidos a condiciones normales (C.N) A) 1,07 B) 1,70 C) 1,16 D) 1,27 E) 1,30 14. Si 3,30 x 10-2 mol de N2(g) ocupan un volumen de 825mL, ¿qué volumen ocuparán 4,00 x 1021 moléculas de N2(g) a la misma temperatura y presión? A) 166 B) 1 x 1026 C) 176 D) 1 x 1020 E) 162,5 15. Un recipiente de 1,00L se llena con 2,00L de N2 a 300 mmHg y con 2,00L de H2 a 80 mmmHg. Determine la presión de la mezcla en el recipiente. A) 380 B) 600 C) 760 D) 700 E) 680 16. Para un gas ideal, calcule la temperatura a la que 0,60 moles ocupan 41,0L a 2,40 atm de presión A) 4 x 103 B) 2 x 104 C) 2 x 102 D) 2 x 103 E) 4 x 102 17. Disponga los siguientes gases en orden creciente a su velocidad de difusión I. PH3 II. ClO2 III. Kr IV. NH3 P.A: H=1; N=14; O=16; P=31; Cl=35,5; Kr= 83,8 A) ClO2< Kr < PH3 < NH3 B) Kr < ClO2 < PH3 < NH3 C) NH3 < PH3 < Kr < ClO2 D) ClO2 < Kr < NH3 < PH3 E) PH3 < NH3 < Kr < ClO2 18. Respecto a las propiedades de los líquidos se puede decir que: I. Cuanto mayor es la viscosidad de un líquido, este fluye más rápidamente. II. La presión de vapor de un líquido varía inversamente a las fuerzas de atracción intermolecular. III. El punto de ebullición de un líquido depende de la presión de vapor sobre él. A) VVV B) FVV C) FVF D) VVF E) VFV 19. Complete: Líquidos que presentan grandes fuerzas intermoleculares tendrán………….. viscosidad…………….presión de vapor y………………….. tensión superficial. A) alta; alta; baja B) baja; alta; baja C) alta; baja; baja D) alta; baja; alta E) baja; baja; alta 20. Los siguientes gases se hallan a la misma temperatura ocupando el mismo volumen. ¿Cuál de ellos tiene mayor presión? A) 770g de N2 B) 48,5g de Ar C) 8g de H2 D) 64g de O2 E) 48g de CH4 Profesor: Antonio Huamán Navarrete Lima, Abril del 2014

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