fisica

OPCIÓN A
PROBLEMA 1.- Por combustión de propano con suficiente cantidad de oxígeno se obtienen 300 L
de CO2 medidos a 0,96 atm y 285 K. Calcula:
a) Número de moles de todas las sustancias que intervienen en la reacción.
b) Volumen de aire necesario, en condiciones normales, suponiendo que la composición
volumétrica del aire es 20 % de oxígeno y 80 % de nitrógeno.
DATOS: R = 0,082 atm · L ·mol−1 · K−1.
Solución:
M (CO2) = 44 g · mol−1.
a) La ecuación química correspondiente a la combustión del propano es:
C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O
Se obtienen los moles de CO2 que se producen en la combustión, despejándolo de la ecuación de
estado de los gases ideales, sustituyendo las demás variables por sus valores y operando:
0,96 atm ⋅ 300 L
P ⋅V
P ⋅V = n ⋅ R ⋅ T ⇒ n =
=
= 12,32moles de CO 2 .
R ⋅ T 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol −1 ⋅ K −1 ⋅ 285 K
De estos moles y aplicando las respectivas relaciones molares, deducidas de la ecuación química,
se obtienen los moles de las sustancias que aparecen en dicha ecuación.
1 mol C 3 H 8
Moles de C3H8: 12,32 moles CO 2 ⋅
= 4,11 moles C 3 H 8 .
3 moles CO 2
Moles de O2: 12,32 moles CO 2 ⋅
Moles H2O:

12,32 moles CO 2 ⋅

5 mol O 2
=20,53 moles O 2 .
3 moles CO 2

4 mol H 2 O
= 16,43 moles H 2 O.
3 moles CO 2

b) El volumen que ocupa los 20,53 moles de oxígeno, en condiciones normales, es:
n ⋅ R ⋅ T 20,53 moles ⋅ 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol −1 ⋅ K −1 ⋅ 273 K
P ⋅V = n ⋅ R ⋅ T ⇒ V =
=
= 459,58 L.
P
1 atm
Como este volumen corresponde al 20 % del aire que se necesita, el volumen de aire que hay que
introducir para producirla reacción de combustión es:
100 L aire
Volumen de aire: 459,58 L O2 ⋅
= 2297,9 L aire.
20 L O 2
Resultado: a) 4,11 moles C3H8; 20,53 moles O2; 16,43 moles H2O; b) 2297,9 L aire.
CUESTIÓN 2.- a) Escribe las estructuras de Lewis correspondientes a las especies químicas:
monoclorometano, dióxido de carbono y amoníaco.
b) Indica, razonadamente, si alguna de ellas presenta polaridad.Solución:
a) El cloro tiene en su último nivel la estructura electrónica 3s2 3p5, covalencia 1 (1 electrón
desapareado), es decir, puede formar un enlace covalente; el carbono posee 4 electrones en su capa de
valencia, 2s2 2p2, y al promocionar uno de los electrones 2s al orbital vacío 2p adquiere covalencia 4 (4
electrones desapareados), y el hidrógeno sólo posee 1 electrón en su último nivel, 1s1.Al unirse el carbono a los 4 átomos, el de cloro y los tres de hidrógeno mediante
enlaces covalentes, la estructura de Lewis de la molécula ClCH3 es:
La estructura electrónica del último nivel del átomo de oxígeno es 1s2 2s2 2p4, con 2 electrones
desapareados y covalencia 2, mientras que el carbono presenta covalencia 4 después de la promoción de
un electrón 2s a 2p, como se indicó en elapartado anterior. En la molécula CO2 el carbono se une a dos
átomos de oxígeno mediante dos enlaces covalentes dobles. Su estructura de Lewis:

El nitrógeno tiene de estructura electrónica en su último nivel energético 2s2 2p3,
con tres electrones desapareados y, por tanto, covalencia 3. El átomo de nitrógeno se une
covalentemente a tres átomos de hidrógeno, siendo su estructura de Lewis:También se puede escribir la estructura de Lewis del ClCH3 y demás moléculas complejas a
partir de los siguientes pasos:
1. Determinar los electrones de valencia que necesitarían los cuatro átomos para adquirir estructura
de gas noble; n = 2 · 8 + 3 · 2 = 22 electrones:
2. Calcular los electrones de valencia de los cinco átomos; v = 7 + 4 + 3 · 1 = 14 electrones:
3. Hallar los electrones deenlace; c = n − v = 22 − 14 = 8 electrones:
4. Calculan los electrones solitarios: s = v − c = 14 − 8 = 6 electrones.
La estructura de Lewis es:

b) La polaridad de una molécula depende de la polaridad de sus enlaces y tiene influencia la
geometría de la molécula. Si la geometría de la molécula permite que la suma de los momentos dipolares
de los enlaces sea mayor de cero (momento dipolar...