Magnitudes atómicas y moleculares - pdf-quimica_en_ejercicios

Antes de resolver los ejercicios correspondientes a este capítulo, es importante, para

afianzar sus conocimientos, que realicen un recorrido por los siguientes contenidos

teóricos:

Masa atómica, masa molecular, masa molar, volumen molar, mol.

Número de Avogadro.

Relación y diferencia entre:

 la masa atómica, expresada en u, y la masa de un mol de átomos;

 la masa molecular, expresada en u, y la masa de un mol de moléculas.

Bloque 1

1.

Calculen la masa atómica promedio del silicio y del cobre utilizando los valores que figuran en la siguiente tabla:

RESPUESTA

2.

Indiquen la masa atómica promedio, expresada en unidades de masa atómica y en gramos, de los siguientes elementos: a) Be b) C c) Fe d) Kr

Dato: 1 u = 1,6605.10

–24

g

RESPUESTA

3.

Indiquen la cantidad de átomos, expresada en moles, y el número de átomos presentes en: a) 46,0 g de sodio;

b) 80,0 g de calcio; c) 1,00 Kg de aluminio; d) 1,00 mg de hierro.

RESPUESTA

Isótopo Masa atómica (u) % de abundancia

28 Si 27.9769 92,2297 29 Si 28,9765 4,6832 30 Si 29,9738 3,0872 63 Cu 62,9296 69,164 65 Cu 64,9278 30,826

4.

Se dispone de un cilindro de plata de base circular del que se sabe que tiene una altura de 3,00 cm, el radio de su base es de 7,00 mm y la densidad de la plata es de 10,5 g.cm-3. Calculen:

a) la masa de plata en el cilindro;

b) el número de átomos de plata contenidos; c) la cantidad de plata, expresada en moles.

Dato: Volumen del cilindro = π. r2.h

RESPUESTA

5.

Completen en la siguiente tabla las masas moleculares y las masas molares de las sustancias indicadas.

Nombre y fórmula de la sustancia Masa molecular (u) Masa molecular (g) M (g/mol) dióxido de nitrógeno, NO2 ácido clórico, HClO3 ácido pirofosfórico, H4P2O7 propano, C3H8

amoníaco, NH3

RESPUESTA

6.

Calculen la cantidad de moléculas, expresada en moles, y el número de moléculas presentes en:

a) 1,00 mg de trióxido de azufre b) 1,00 Kg de H3PO4

c) 1,00 g de CBr4

7.

Cierto jugo de frutas de una marca comercial contiene 28,6 g de ácido cítrico (C6H8O7) en 3,80 L del mismo. Si un adulto ingiere 500 mL de dicho jugo, determinen el número de moléculas y la cantidad de moléculas de ácido ingeridos.

RESPUESTA

8.

Indiquen si las siguientes afirmaciones son correctas (C) o incorrectas (I). Justifiquen las respuestas.

a) La masa de una molécula de oxígeno (O2) es de 32,0 g. b) La masa de un átomo de Ca es de 40,0 g.

c) En 0,500 moles de moléculas de H2 hay 6,02.10 23

átomos.

d) En 5 moléculas de CO2 hay igual número de átomos que en 2 moléculas de CCl4. e) En 8,25 g de agua, hay mayor número de moléculas que en 85,0 g de PCl3.

RESPUESTA

9.

Indiquen cuál de los siguientes sistemas presenta mayor número de moléculas: a) 1,00 mol de O2

b) 36,0 g de H2O c) 3,00 moles de NH3 d) 49,0 g de ácido sulfúrico

RESPUESTA

10.

El ibuprofeno es un antiinflamatorio de fórmula C13H18O2 que se comercializa, por ejemplo, en comprimidos que contienen 400 mg de esta sustancia. Si una persona ingiere dos

comprimidos en un día, determinen:

a) la masa, expresada en gramos, de ibuprofeno ingerida en el día;

b) la cantidad, expresada en moles, y el número de moléculas de ibuprofeno contenidos en los dos comprimidos.

11.

Completen los espacios en blanco de la siguiente tabla. Fórmula de la sustancia Masa (g) Cantidad de moléculas (mol) Número de moléculas Cantidad de átomos de hidrógeno (mol) Número de átomos de hidrógeno HI 75,0 g NH3 5,42.10 24 átomos de H C2H6 3,01.10 24 moléculas CHCl3 1,50 mol H2SO4 5,00 mol RESPUESTA

12.

Se dispone de una masa de etano (C2H6) que contiene 3,01.10 23

átomos de hidrógeno. Calculen:

a) la masa, expresada en gramos, de etano; b) la cantidad de etano, expresada en milimoles; c) el número total de átomos presente en la muestra;

la masa, expresada en gramos, de una molécula de etano.

RESPUESTA

13.

En una determinada masa de N2O5 hay presentes 84,0 g de nitrógeno. Determinen para la misma:

a)

la masa de N2O5, expresada en gramos;

b)

la cantidad de moléculas de óxido, expresada en moles;

c)

el número de átomos de oxígeno presente;

d)

el número de moléculas de NH3 que contiene igual masa de nitrógeno que la mencionada en el enunciado.

14.

La masa de 4,20 mol de una sustancia es de 500 g, y su densidad (ρ) a 20,0 ºC es de 1,63 g/cm3. Calculen:

a) el volumen molar de dicha sustancia; b) la masa de una molécula de la misma;

c) la masa, expresada en gramos, de 3,01.1010 moléculas de dicha sustancia.

RESPUESTA

15. Calculen:

a) la masa de acetona (C3H6O) que contienen 300 g de carbono; b) la cantidad de moléculas de H3PO4 que contienen 6,85.10

átomos de oxígeno; c) la masa de SO2 que contiene el mismo número de átomos de oxígeno que los

presentes en 3,50.1024 moléculas de SO3;

d) el número de moléculas de H2S que contienen igual masa de hidrógeno que la presente en 2,50 mol de AsH3;

e) la cantidad de moléculas de HClO4 que tienen el mismo número de átomos de cloro que los contenidos en 65,0 g de Cl2O3.

RESPUESTA

16.

La melamina se usa para fabricar resinas plásticas, algunas de las cuales reemplazan a la madera o a los juguetes. Su fórmula molecular es C3H6N6. Indiquen:

a) la masa molar;

b) la masa y el número de moléculas contenidos en 0,750 mol de melamina; c) el número de átomos de nitrógeno presentes en 5,86 g de melamina; d) la masa de carbono contenida en 35,0 g de melanina;

e) la cantidad de átomos de hidrógeno, expresada en moles, presente en 5,00.1024 moléculas de melamina.

17.

Determinen la masa de calcio, expresada en gramos, en una mezcla formada por 0,300 moles de CaO y 40,0 g de CaCO3.

RESPUESTA

18. En un recipiente cerrado se mezclan 80,0 g de metano (CH

4) y 2,50 mol de etano (C2H6). Calculen:

a) el número de moléculas en el recipiente;

b) el número de átomos de hidrógeno presentes en la mezcla;

c) la masa de etano que contiene igual número de átomos de carbono que los presentes en 80,0 g de CH4.

RESPUESTA

19.

Un dentífrico contiene entre sus componentes un 0,220 % de NaF (fluoruro de sodio). Se dispone de un envase que contiene 105 g de dentífrico. Determinen para el mismo:

a) la masa de NaF contenida en el envase;

b) la cantidad de cationes y la cantidad de aniones, expresadas en moles, presentes en 3,50 g de dentífrico;

c) el número de aniones fluoruro (F–) presentes en el envase; d) el número de iones Na+ presentes en 350 g de dentífrico.

RESPUESTA

20.

En determinadas condiciones de presión y de temperatura, el volumen que ocupan 3,00 mol de tetracloruro de carbono (CCl4) es de 501 mL. Calculen:

a) la densidad de la sustancia en esas condiciones; b) la masa de cloro presente en 100 mL de la sustancia;

c) la cantidad de moléculas de NCl3 que contiene igual número de átomos de cloro que los presentes en 3,00 mol de CCl4.

21.

Se sabe que la masa de 7,34.1025 moléculas de XT3 es de 4,15 kg y que 4,25 moles de átomos de X tienen una masa de 131,8 g.

a) Calculen:

i) la masa atómica de T, expresada en unidades de masa atómica; ii) la masa de un átomo de X, expresada en gramos.

b) Identifiquen a los elementos X y T con sus símbolos.

RESPUESTA

22. Se sabe que la masa de una molécula de X

2Ob es de 208 u y que la masa de un átomo de X es de 1,33.10-22 g. Calculen la atomicidad del oxígeno en la sustancia X2Ob e identifiquen al elemento X con su símbolo.

RESPUESTA

23.

Se tiene la sustancia R(NO3)x ; se sabe que la masa de 2 átomos de R es de 1,33.10–22 g y que una unidad fórmula de R(NO3)x tiene una masa de 164 u. Calculen:

a) el valor de x en R(NO3)x b) la masa molar de R(NO3)x

c) la cantidad de aniones, expresada en moles, presentes en 820 g del compuesto; d) la masa de un átomo de nitrógeno.

RESPUESTA

Bloque 2

1.

Un átomo de Li tiene una masa de 1,165.10–26 kg. Determinen la masa atómica de este isótopo, expresada en unidades de masa atómica.

2. Indiquen la cantidad de átomos, expresada en moles, y el número de átomos presentes en:

a) 120 g de carbono;

b) 160 g de argón; c) 1,00 g de potasio.

RESPUESTA

3. Calculen la masa de 1,00.10

16 átomos de oxígeno, expresada en gramos y en microgramos.

RESPUESTA

4. Completen en la siguiente tabla las masas moleculares y las masas molares de las sustancias

indicadas.

Nombre y fórmula de la sustancia Masa molecular (u) Masa molecular (g) M (g/mol) ácido sulfúrico, H2SO4 ozono, O3 tetracloruro de carbono, CCl4 dióxido de carbono, CO2 sulfuro de hidrógeno, H2S RESPUESTA

5.

Calculen la cantidad de moléculas, expresada en moles, y el número de moléculas presentes en:

a) 144 g de pentano (C5H12) b) 230 g de NO2

c) 1,80 Kg de glucosa (C6H12O6)

RESPUESTA

6.

Indiquen la masa de 5,00 mol de cada una de las siguientes sustancias: a) Ca(OH)2 b) NaNO3 c) Al2(SO4)3 d) CaCO3 e) Li2SO3

7.

Calculen la cantidad de sustancia, expresada en moles, en los sistemas formados por: a) 265 g de Fe2O3 b) 140 g BaSO4 c) 2,48.1018 moléculas de CH4 d) 4,15.1022 moléculas de SF6 RESPUESTA

8. Calculen cuántos átomos de cloro (Cl) hay presentes en cada uno de los siguientes

sistemas: a) 10 moléculas de HCl b) 2,00.103 moléculas de Cl2 c) 1,00.106 moléculas de PCl3 d) 6,02.1023 moléculas de SiCl4 e) 1,50 mol de moléculas de Cl2O RESPUESTA

9. El metano es el principal componente del gas natural. Su fórmula es CH

4. Determinen: a) la masa, expresada en unidades de masa atómica, de una molécula de metano; b) la cantidad de metano, expresada en moles, presentes en 300 g del gas; c) el número de átomos de hidrógeno presentes en 300 g del gas.

RESPUESTA

10. Indiquen cuál de los siguientes sistemas presenta menor número de átomos totales:

a) 1,00 Kg de aluminio

b) 7,50 mol de hierro c) 1,81.1025 moléculas de O3 d) 342 mg de sacarosa (C12H22011)

RESPUESTA

11. Se dispone de una muestra de 150 g de sulfato de cobre (II) (CuSO

4). Determinen para la misma:

a) la masa de cobre;

b) el número de átomos de oxígeno.

12. Una muestra de C

6H12O6 (glucosa) contiene 3,61.10 24

átomos de hidrógeno. Calculen: a) el número de moléculas de glucosa;

b) la masa de carbono presente en la muestra.

RESPUESTA

13.

La densidad del metanol (CH3OH) a 20,0 °C y a 1,00 atm es de 0,793 g . cm -3

. Indiquen: a) el volumen molar del metanol en esas condiciones;

b) el volumen que ocuparán 4,56.1024 moléculas de CH3OH.

RESPUESTA

14. Un recipiente contiene 45,0 g de una mezcla compuesta por Na

2SO4 y CaSO4 en la que se encuentran 2,54.1023 iones Na+. Calculen:

a) las masas de Na2SO4 y CaSO4 presentes en la mezcla;

b) la cantidad total, expresada en milimoles, de iones sulfato contenidos.

RESPUESTA

15. Se tiene una masa de sulfato de potasio (K

2SO4) que contiene 3,13.10 24

átomos de oxígeno. Determinen:

a) la masa de sulfato de potasio;

b) el número de iones potasio presente en la muestra;

c) cuál de las siguientes opciones es la que indica la cantidad de sulfato de potasio que contiene 3,13.1024 átomos de oxígeno:

i)

1,30 mol de moléculas,

ii)

1,30 mol de unidades fórmula,

iii)

1,30 mol de cationes.

16. El volumen molar de una sustancia desconocida, C

xH6O, es de 73,2 cm 3

/mol. Su densidad a 25,0 ºC y a 1,00 atm de presión es de 0,792 g/cm3. Calculen:

a) el número de átomos de carbono presentes en una molécula de CxH6O; b) el número de moléculas presentes en 50,0 mL de CxH6O.

Respuestas

Bloque 1

Volver a los ejercicios del Bloque 1

1. Si: 28,1 u; Cu: 63,5 u

2.

Elemento Masa atómica promedio (u) Masa atómica promedio (g)

Be 9,01 u 1,50.10–23 g

C 12,0 u 1,99.10–23 g

Fe 55,8 u 9,27.10 –23 g

Kr 83,8 u 1,39.10–22 g

3.

Masa Cantidad de átomos Número de átomos

46,0 g de sodio 2,00 mol Na 1,20.1024 átomos

80,0 g de calcio 2,00 mol Ca 1,20.1024 átomos

1,00 Kg de aluminio 37,0 mol Al 2,23.1025 átomos

1,00 mg de hierro 1,79 10-5 mol Fe 1,08.1019 átomos

4.

a) 48,5g; b) 2,70.1023 átomos; c) 0,449 mol

5.

Nombre y fórmula de la sustancia Masa molecular (u)

Masa molecular (g)

(g/mol)

dióxido de nitrógeno, NO2 46,0 u 7,64.10–23 g 46,0 g/mol

ácido clórico, HClO3 84,5 u 1,40.10–22 g 84,5 g/mol

ácido pirofosfórico, H4P2O7 178 u 2,96.10–22 g 178 g/mol

propano, C3H8 44,0 u 7,31.10–23 g 44,0 g/mol

6.

Masa Cantidad de moléculas Número de moléculas

1 mg de trióxido de azufre 1,25.10-5 mol SO3 7,53.10

18 moléculas 1 Kg de H3PO4 10,2 mol H3PO4 6,14.10 24 moléculas 1 g de CBr4 3,02.10 -3 mol CBr4 1,82.10 21 moléculas

7.

1,18.1022 moléculas y 1,96.10-2 mol C6H8O7

8.

a) I b) I c) C d) I e) I. Elaboren las justificaciones correspondientes.

9.

10.

a) 0,800 g ; b) 3,88.10-3 mol de C13H18O2 y 2,34.10 21 moléculas de C13H18O2

11.

Fórmula de la sustancia Masa (g) Cantidad de moléculas (mol) Número de moléculas Cantidad de átomos de hidrógeno (mol) Número de átomos de hidrógeno HI 75,0 g 0,586 mol 3,53.1023 moléculas 0,586 mol 3,53.1023 átomos de H NH3 51,0 g 3,00 mol 1,81.10 24 moléculas 9,00 mol 5,42.1024 átomos de H C2H6 150 g 5,00 mol 3,01.10 24 moléculas 30,0 mol 1,81.1025 átomos de H CHCl3 179 g 1,50 mol 9,03.10 23 moléculas 1,50 mol 9,03.1023 átomos de H H2SO4 245 g 2,50 mol 1,51.10 24 moléculas 5,00 mol 3,01.1024 átomos de H

12.

a) 2,50 g ; b) 83,3 mmol de C2H6 ; c) 4,01.10 23 átomos ; d) 4,98.10–23 g

13.

a) 324 g; b) 3,00 mol de N2O5; c) 9,03.10 24 átomos de O; d) 3,61.1024 moléculas de NH3

14.

a) 73,0 cm3/mol ; b) 119 u ó 1,98.10-22 g ; c) 5,95.10-12 g

15.

a) 483 g; b) 28,4 mol de moléculas de H3PO4; c) 558 g; d) 2,26.10 24

moléculas de H2S; e) 1,09 mol de moléculas HClO4

16.

a) 126 g/mol; b) 94,5 g y 4,52.1023 moléculas; c) 1,68.1023 átomos de N; d) 10,0 g de C; e) 49,8 moles

17.

28,0 g de Ca

18.

a) 4,52.1024 moléculas ; b) 2,11.1025 átomos de H ; c) 75,0 g

19.

a) 0,231 g de NaF; b)1,83.10-4 moles de Na+ y 1,83.10-4 moles de F–; c) 3,31.1021 ionesF– ; d) 1,10.1022 iones Na+

20.

a) 0, 922 g/cm3 ; b) 85,0 g ; c) 4,00 mol

21. a) i) 1,00 u ; ii) 5,15 10

-23

g . b) X: P y T: H

22.

atomicidad 3; X es Br; Br2O3

23.

a) 2; b) 164 g/mol ; c) 10,0 mol de aniones ; d) 14,0 u ó 2,33.10-23 g

Bloque 2

Volver a los ejercicios del Bloque 2

1.

7,01 u

2.

Masa Cantidad de átomos número de átomos

120 g de carbono 10,0 mol C 6,02 .1024 átomos

160 g de argón 4,00 mol Ar 2,41.1024 átomos

1 g de potasio 2,56.10-2 mol K 1,54.1022 átomos

3.

2,66.10-7g; 0,266 µg (microgramos)

4.

Nombre y fórmula de la sustancia Masa molecular (u)

Masa molecular (g)

(g/mol)

ácido sulfúrico, H2SO4 98,0 u 1,63.10–22 g 98,0 g/mol

ozono, O3 48,0 u 7,97.10–23 g 48,0 g/mol

tetracloruro de carbono, CCl4 154 u 2,56.10–22 g 154 g/mol

dióxido de carbono, CO2 44,0 u 7,31.10–23 g 44,0 g/mol

sulfuro de hidrógeno, H2S 34,0 u 5,65.10–23 g 34,0 g/mol

5.

Masa Cantidad de moléculas Número de moléculas

144 g de pentano (C5H12) 2,00 mol C5H12 1,20.10 24 moléculas 230 g de NO2 5,00 mol NO2 3,01.10 24 moléculas 1,80 Kg de glucosa (C6H12O6) 10,0 mol C6H12O6 6,02.1024 moléculas

6.

a) 370 g ; b) 425 g ; c) 1,71 Kg ; d) 500 g ; e) 469 g

7.

a) 1,66 mol ; b) 0,601 mol ; c) 4,12.10-6 mol ; d) 6,89.10-2 mol

8.

a) 10,0 átomos; b) 4,00.103 átomos; c) 3,00.106 átomos; d) 2,41.1024 átomos; e) 1,81.1024 átomos.

10.

d) 2,71.1022 átomos totales

11.

a) 59,7 g de Cu ; b) 2,26.1024 átomos de O

12.

a) 3,01.1023 moléculas ; b) 36,0 g de C

13.

a) 40,4 cm3/mol ; b) 306 cm3

14.

a) 30,0 g de Na2SO4 y 15,0 g de CaSO4 ; b) 321 mmo

l

15.

a) 226 g ; b) 1,57.1024 iones K+ ; c) ii) 1,30 mol de unidades fórmula

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