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IES ORDEN DE SANTIAGO Departamento de Física y Química

Horcajo de Santiago (Cuenca)

EXAMEN FINAL QUIMICA
Nombre y Apellidos:____________________________________ Grupo: ______________________ Fecha: _________________
Esta prueba consta de dos opciones de las que sólo se contestará una. La puntuación de cada problema o cuestión se especifica en el enunciado. Se podrá utilizar cualquier tipode calculadora.

OPCIÓN A 1. (3 puntos) Sea la siguiente reacción redox en medio básico: nitrito de sodio (dioxonitrato (III) de sodio) + permanganato potásico (tetraoxomanganato (VII) de potasio) + agua nitrato sódico (trioxonitrato (V) de sodio) + Dióxido de manganeso + hidróxido de potasio. a) Ajusta la ecuación iónica y molecular por el método de ión-electrón. 2 puntos b) Calcula elrendimiento de la reacción si a partir de 79,5 gramos de permanganato potásico se obtienen 40 gramos de dióxido de manganeso. 1 punto Datos: Masas atómicas: Mn= 55; O= 16; K= 39 Solución: La reacción descrita es: NaNO2 + KMnO4 + H 2 O → NaNO3 + MnO2 + KOH Las dos especies que modifican su número de oxidación y, por tanto, establecen las dos semireacciones son:
− Oxidación (aumento del número deoxidación): NO2 → NO3−

− Reducción (disminución del número de oxidación): MnO4 → MnO2

Ahora para ajustar en medio básico debemos añadir dos hidroxilos por cada oxígeno deficitario y los hidrógenos ajustarlos con agua. Después se ajusta la carga a ambos lados con electrones, obteniendo así:
− NO2 + 2OH − → NO3− + H 2 O + 2e − − MnO4 + 2 H 2 O + 3e − → MnO2 + 4OH −

Para obtener la ecuación iónicaajustada debemos sumar las dos semireacciones para lo cual antes debemos conseguir que el número de electrones interacambiados en ambas sea el mismo, para lo que multiplicamos la primera por 3 y la segunda por 2 obteniendo:
− − 3 NO2 + 6OH − + 2 MnO4 + 4 H 2 O → 3 NO3− + 3H 2 O + 2 MnO2 + 8OH − − − 3 NO2 + 2 MnO4 + H 2 O → 3 NO3− + 2 MnO2 + 2OH − Para obtener la ecuación molecular ajustada, porúltimo añadimos los iones necesarios a ambos lados de la reacción:

b)

3 NaNO2 + 2 KMnO4 + H 2 O → 3 NaNO3 + 2 MnO2 + 2 KOH 79,5 g 40 g η?

Obtenemos la masa teórica que, según la relación estequiométrica de la reacción, debíamos haber obtenido, comparando por último ambas cantidades para sacar el rendimiento:

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Horcajo de Santiago(Cuenca)

79,5 gKMnO4

1mol 2molMnO2 87 g = 43,78 g _ teóri cos 158 g 2molKMnO4 1molMnO2

η=

masa _ real ⋅ 100 = 91,38% _ de _ ren dim iento masa _ teórica

2. (3 puntos) Las entalpías de formación de dióxido de carbono y del agua líquida son -303,5 y -285,8 kJ/mol, respectivamente. El calor de combustión estándar del ácido acético (C2H4O(l)) es de 875,4 kJ/mol (quedando el agua en estadolíquido) Con estos datos, responde a las siguientes cuestiones: a) Escribe las ecuaciones ajustadas correspondientes a los datos. 1 punto b) Calcula el calor de formación estándar del ácido acético. 1.5 puntos c) Indica si la formación del ácido acético es un proceso endo- o exotérmico. 0.5 puntos. Solución: a) Formación de un mole de sustancia a partir de sus elementos en los estados másestables:
C ( s ) + O2( g ) → CO2 Re acciónA 1 H 2( g ) + O2( g ) → H 2 O(l ) Re acciónB 2

Combustión: reacción con oxígeno para formar dióxido de carbono y agua en este caso:
5 C 2 H 4 O( l ) + O2( g ) → 2CO2 ( g ) + 2 H 2 O(l ) Re acciónC 2

b) Al ser las entalpías funciones de estado, de acuerdo con la ley de Hess podemos obtener la entalpía de cualquier reacción por suma algebraica de másreacciones, de forma que la entalpía de la reacción global será la suma algebraica de las entalpías de los otros procesos. Así, la reacción de formación del ácido acético sería:
1 2C ( s ) + 2 H 2( g ) + O2 ( g ) → C 2 H 4 O(l ) se puede obtener por la combinación de las anteriores: 2 2A+2B-C, por lo que la entalpía de la reacción es: -2054 kJ/mol (se realizan las mismas operaciones con las...