Química Elemental- Termoquímica

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Química elemental- Termoquímica:

                                             

                                                         OPCIÓN A:  QUÍMICA ELEMENTAL

1.       Un tubo de ensayo contiene 90 cm³ de agua. Calcule:
1.1. El número de moléculas que hay en él y el número total de átomos de hidrógeno.

1.2.  La masa de agua que habrá en el tubo en condiciones normales. ¿Cuál es la masa, en gramos, de una molécula de agua?  r= 1 g/ mL             qf.c

2.       Igual número de átomos de oxígeno y nitrógeno están situados en dos recipientes de igual volumen y a la misma temperatura. Comente las siguientes afirmaciones según les parezcan verdaderas o falsas:
2.1. Ambos recipientes tienen igual número de moles de gas.
2.2. Hay mayor número de moléculas en el recipiente que contiene oxígeno. ¿Es mayor la presión en el recipiente con nitrógeno?

3.       Se hacen reaccionar 10 g de una muestra con un 80 % de aluminio con 100 cm³ de disolución de ácido sulfúrico 0,45 M ; 
3.1. Determine el reactivo limitante y la cantidad de reactivo en exceso.
3.2. Halle el volumen de hidrógeno desprendido a 100ºC y 820 mm Hg  y la masa de sulfato de aluminio que se formará.

4.       4.1. Una muestra de 1,5 g de un compuesto orgánico formado por carbono, hidrógeno y oxígeno se quema en exceso de oxígeno produciendo 3,0 g de dióxido de carbono y 1,2 g de agua. Deduzca su fórmula empírica.
4.2. La densidad del compuesto a 27ºC y 750 mm Hg vale 1,77 g.L^-1 ; calcule la fórmula molecular del compuesto.

5.       5.1. Se desea preparar 250 mL de disolución 0,4 M de ácido sulfúrico a partir del producto comercial del 90 %  y densidad 1,8 g/ cm³ ; halle el volumen de ácido concentrado que debe tomar.
5.2. Indique las precauciones que debe tomar y describa el procedimiento a seguir.

                                                                     OPCIÓN B:  TERMOQUÍMICA

1.       Explique la espontaneidad de los procesos siguientes:
1.1.   2 H₂ (g) +  O₂  (g) → 2 H₂O (g),   DH> 0
1.2.   Zn (s) + 2 HCl (aq)  →  Zn Cl₂ (aq) + H₂  (g),   DH< 0   
1.3.  CaCO₃  (s)  →  CaO (s) +  CO₂ (g),   DH> 0

2.       Dadas las reacciones: H₂ (g) +  Cl₂  (g) → 2 HCl (g)  DH= -184 kJ  y  2 H₂ (g) +  O₂  (g) → 2 H₂O (l)  DH= -482 kJ
2.1. Señale si se trata de reacciones endotérmicas o exotérmicas y el valor que le asignaría a la entalpía de formación del HCl (g) y a  la del H₂O (l).
2.2. Indique la relación que existe entre la entalpía y la energía interna en estos casos.         

3.       Los calores de combustión del ácido etanoico (l), hidrógeno y carbono son respectivamente: -871, -286 y -393 kJ/mol
3.1. Formule las reacciones de combustión de los distintos compuestos y la correspondiente a la formación del ácido etanoico.
3.2. Calcule el calor de formación, a presión constante, del ácido etanoico y halle el número de kilocalorías que se desprenden en la formación de 1 kg de ácido etanoico. (0,24 cal= 1 J)

4.       El dióxido de nitrógeno se descompone reversiblemente al calentar:  NO₂ (g) ↔ NO (g) + ½ O₂ (g)
4.1. Señale si la reacción es endotérmica y determine el valor de DSº ¿qué le indica dicho valor?
4.2. Halle DGº de esta reacción. Datos: DHºf  de NO₂ y NO: 34 y 90 kJ/ mol respectivamente y
Sº de NO₂ , NO y O₂: 241, 211 y  205 J/ K mol respectivamente.  

5.       5.1. Haga el cálculo del calor de disolución del hidróxido de sodio en agua (a P y T del laboratorio) suponiendo una  masa de soluto de 1,8 g que se disuelve en 400 cm³  en un calorímetro en el que el equivalente en agua es 12 g ; el incremento de temperatura del agua fue de 1,2º C ; datos:  Ce (disolución)= Ce (agua); Ce (agua)= 4,18 J/ g ºC ;
densidad del agua=1 g/ cm³
5.2. Describa el procedimiento para calcular en el laboratorio dicho calor de disolución.

Gravitación y Electromagnetismo

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Gravitación- Electromagnetismo:

                                                GRAVITACIÓN      

C.1.- Halle la masa de un planeta sobre el que describe un satélite una órbita circular de período T y

radio r: a) M= 4p² r³/ G T² ; b) M= 8p² r²/ G T²  ; c) M= 4p² r / G T²             qf.c

C.2.- El campo gravitatorio terrestre es máximo: a) en el centro de la Tierra; b) en la superficie de la Tierra; c) el lugar depende de la masa del cuerpo que se considere.

C.3.- Si viaja a un planeta cuya masa es cuatro veces la terrestre y su radio el doble, el campo gravitatorio en su superficie será: a) menor que el terrestre; b) igual al terrestre; c) el doble del terrestre.

C.4.- Mediante un péndulo simple se midieron los datos de longitudes y períodos: Determine el valor de la gravedad (g).

        l (m)      0,70     0,80     0,90     1,00    

        T (s)       1,71     1,76     1,92     2,02   

P.1.- Un satélite terrestre describe una órbita de 7300 km de radio; calcule: a) su velocidad orbital;

b) número de vueltas que dará en un día alrededor de la Tierra; c) deduzca la expresión de la velocidad de escape de un cuerpo desde la superficie terrestre.  (Datos: Rt = 6370 km ; g_o= 9,80 m/s²).           

P.2.- La masa de la Luna es 6,5·10²² kg , su radio 1,6·10⁶ m y la constante de la Gravitación Universal vale: 6,67·10^-11 N.m² /s² ; halle: a) la distancia que recorre un cuerpo en un segundo de caída libre hacia la Luna, si se abandona en un punto próximo a su superficie; b) el período de oscilación, en la superficie lunar, de un péndulo cuyo período en la Tierra es 1 s ; c) si, en el apartado a, duplicamos la masa del cuerpo en caída libre ¿qué le sucederá a la distancia recorrida?  (g luna= g tierra/6)

                                         ELECTROMAGNETISMO

C.1.- Disponemos de una esfera conductora cargada de 1 μC  ; el potencial en el interior de la esfera será: a) nulo; b) constante; c) el valor depende de la distancia al centro de la esfera.
C.2.- Una partícula cargada penetra perpendicularmente a las líneas de fuerza de un campo magnético uniforme, entonces describirá un movimiento: a) rectilíneo uniforme ya que la fuerza será nula;

b) circular uniforme debido a la fuerza magnética perpendicular; c) circular uniformemente acelerado por la presencia de la aceleración centrífuga.
C.3.- Respecto a la inducción electromagnética señale cuál de las siguientes aseveraciones es cierta: a) el flujo magnético a través de una superficie, cuando el campo magnético es uniforme, es: f= B·S·cos j;
b) cuánto mayor sea el campo magnético mayor será la fuerza electromotriz inducida (e_i); c) todo campo magnético produce una fem inducida (e_i).
C.4.- Dos cuerpos de igual masa se suspenden, respectivamente, de dos resortes de constantes K₁ y K₂ , siendo K₂= 4·K₁  ; determina la relación entre los respectivos períodos de oscilación.
P.1.- Dadas dos cargas puntuales: -2 μC  en (6,8) m y +1 μC  en (0,4) m , hallar: a) la intensidad de campo eléctrico en el origen (0,0), punto A; b) el trabajo para trasladar una carga de  -3 mC  desde A hasta el punto B (0,8) m ; c) señalar si el campo eléctrico es conservativo. (Datos: K= 9·10⁹ N.m² /C² ;

1 μC = 10^{-6 C).}
P.2.- Un electrón penetra, con una velocidad inicial de 4 km/s , en un campo magnético perpendicular a su trayectoria y de 5 T ; determinar: a) el valor de la fuerza magnética que actúa sobre él; b) el radio de curvatura del movimiento que realiza y su período; c) si sustituimos el electrón por un protón con idéntica velocidad y dentro del mismo campo magnético, indica la partícula con mayor radio de curvatura. (Datos: qe = -1,6·10^{-19 C ; me = 9,1·10-31 kg ; qp = -qe; mp} >>  me)         

Tecnología

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Tecnología:

Referencia: V7-001

Cierta industria tiene una previsión de máxima potencia de 300 kW ; si se suministra energía desde una estación situada a 10 km de la industria mediante conductores de cobre de 4 mm de diámetro y resistividad 1,72.E-8 W/ m ; hallar:
a- Intensidad de corriente que circula por el conductor si se suministran 7000 V www.quimicafacil.com
b- La potencia disponible en la industria, en el supuesto que circula la intensidad calculada en el apartado anterior.

Referencia: V7-002

a- Señala las diferencias de significado entre las potencias aparente, activa y reactiva en un motor de corriente alterna. www.quimicafacil.com
b- ¿Qué representa el factor de potencia en un motor de corriente alterna y a qué se debe?

Referencia: V7-003

a- Una línea de 40 m de longitud y 8 mm² de sección tiene una resistividad: r= 2.E-8 W.m ¿qué potencia pierde al conducir 15 A ? www.quimicafacil.com
b- Otra línea de 15 m y 11 mm² de sección tiene una resistividad de 1,8.E-8 W.m  ¿cuál es el valor de la caída de tensión cuando conduce 10 A ?

Referencia: V7-004

Un circuito RLC de corriente alterna consta de una resistencia de 300 W , una bobina cuyo coeficiente de autoinducción es de 1H y un condensador de 4,4 mF ; si el generador suministra una tensión instantánea de:  V= 220.1,41 sen(314.t) V ; halla:
a- La ecuación de la intensidad instantánea. www.quimicafacil.com
b- La potencia media consumida en el circuito.

Referencia: V7-005

Tenemos un circuito que consta de un generador de corriente continua de 20 V , una resistencia de carga de R= 8 kW , y un diodo con Vu= 0,6 V ; halla la intensidad de corriente que circula por la resistencia cuando el diodo está:
a- polarizado en sentido directo. www.quimicafacil.com
b- polarizado en sentido inverso.