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• Soraya Marín

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Problemas

b. de moles de BaSO4 a moles de Al2(SO4)3. c. de moles de Ba(NO3)2 am olesd e Al(NO3)3. d. de moles de Ba(NO3)2 a moles de Al2(SO4)3.

Cálculos de mol a mol 11.3 Con respecto a la reacción del problema 11.1, calcula eln úmerod e a. moles de HNO3 que se pueden producir a partir de 63.3 mol de NO2. b. moles de NO que se pueden producir a partir de 12.3 mol de NO2. c. moles de agua necesarios para producir 6.44 mol de HNO3. d. moles de HNO3 que se pueden formar junto con 7.25 mol de NO. 11.4 Con respecto a la reacción del problema 11.2, calcula eln úmerod e a. moles de BaSO4 que se pueden preparar a partir de 0.225 mol de Al2(SO4)3. b. moles de Al2(SO4)3 necesarios para preparar 3.30 mol de BaSO4. c. moles de Al(NO3)3 que se pueden preparar a partir de 0.750 mol de Ba(NO3)2. d. moles de Al2(SO4)3 que reaccionan con 9.33 mol de Ba(NO3)2. Cálculose stequiométricos con moles y masas 11.5 Con respecto a la reacción de neutralización ácido-base siguiente 2 HCl(ac) 1 Ca(OH)2(s) → 2 H2O 1 CaCl2(ac) y con 0.684 mol de HCl(ac), calcula a. la cantidad máxima de Ca(OH)2, en gramos, que se consumed urantel ar eacción. b. la cantidad máxima de agua, en gramos, que se puedef ormar. c. la cantidad máxima de CaCl2, en gramos, que se puedef ormar. d. la cantidad de HCl, en gramos, que se consume durantel ar eacción. e. los gramos totales de reactivos y los gramos totales dep roductos.C omentat ur espuesta. 11.6 Conr espectoa l ar eaccións iguiente 3 Mg 1 2 H3PO4(ac) → Mg3(PO4)2(ac) 1 3 H2(g) y con 0.482 mol de H3PO4(ac),c alcula a. la cantidad máxima de Mg, en gramos, que se consumed urantel ar eacción. b. la cantidad máxima de Mg3(PO4)2, en gramos, que se puedef ormar. c. la cantidad máxima de hidrógeno gaseoso, en gramos, que se puede producir. d. la cantidad de H3PO4, en gramos, que se consume durantel ar eacción.

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e. los gramos totales de reactivos y los gramos totales dep roductos.C omentat ur espuesta. 11.7 Con respecto a la combustión del octano, C8H18, presentee nl ag asolina, 2 C8H18 1 25 O2 → 16 CO2 1 18 H2O calculae ln úmerod e a. moles de oxígeno necesarios para quemar 50.0 g de octano. b. gramos de oxígeno necesarios para quemar 50.0 g deo ctano. c. moles de dióxido de carbono que se producen al quemar 50.0 g de octano. d. gramos de dióxido de carbono que se producen al quemar 50.0 g de octano. 11.8 Con respecto a la combustión del metanol, CH3OH (tambiénl lamadoa lcoholm etílico), 2 CH3OH 1 3 O2 → 2 CO2 1 4 H2O calculae ln úmerod e a. moles de oxígeno necesarios para quemar 50.0 g de metanol. b. gramos de oxígeno necesarios para quemar 50.0 g de metanol. c. moles de metanol que se deben quemar para producir 45.0 g de vapor de agua. d. gramos de metanol que se deben quemar para producir 45.0 g de vapor de agua. 11.9 Las bolsas de aire de los automóviles se inflan cuando la azida de sodio sólida, NaN3, se descompone y produce nitrógeno gaseoso, conforme a la ecuación química nob alanceada NaN3(s) → Na(s) 1 3 N2(g) ¿Qué masa de nitrógeno gaseoso produce la descomposición rápida de 450. g de NaN3? 11.10 El hidróxido de litio se puede utilizar en ambientes cerrados, como el del Transbordador Espacial y en los submarinos, para eliminar el CO2 gaseoso en exceso. Lae cuaciónq uímican ob alanceadae s LiOH(s) 1 CO2(g) → Li2CO3(s) 1 H2O(g) Si un recipiente eliminador de CO2 contiene 250. g de LiOH(s), ¿qué masa de CO2(g) podrá absorber el recipiente? 11.11 Los antiácidos comunes y los complementos alimenticios de calcio que se emplean para prevenir la osteoporosis (un trastorno en el que ocurre un debilitamiento de los huesos) contienen carbonato de calcio. Una tableta de CaCO3 se disuelve en el jugo gástrico, que contiene ácido clorhídrico. La ecuación química no balanceada es CaCO3(s) 1 HCl(ac) → CaCl2(ac) 1 CO2(g) 1 H2O(l) ¿Qué masa de HCl se necesita para que reaccionen totalmente dos tabletas, cada una con 500. mg de CaCO3?

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CAPÍTULO 11

• Estequiometría: cálculos con base en ecuaciones químicas

11.12 El ingrediente activo de ciertas tabletas antiácidas es hidróxido de aluminio, Al(OH)3, que reacciona con el jugo gástrico (principalmente HCl). La ecuación no balanceadae s Al(OH)3(s) 1 HCl(ac) → AlCl3(ac) 1 H2O(l) ¿Qué masa de HCl se necesita para que reaccionen totalmente dos tabletas, cada una con 400. mg de Al(OH)3? 11.13 Cuando se colocaron 20.0 g de Mg en un vaso de precipitados con ácido clorhídrico, una vigorosa reacción produjo hidrógeno gaseoso, cloruro de magnesio y calor suficiente para calentar el vaso. El Mg metálico reaccionó totalmente con un exceso del ácido. a. Escribe una ecuación química balanceada de la reacción. b. ¿Cuántos moles de H2(g)s ef ormaron? c. ¿Cuántos gramos de HCl se consumieron durante la reacción? 11.14 Cuando se colocaron 20.0 g de Zn en un vaso de precipitados con ácido sulfúrico, una vigorosa reacción produjo hidrógeno gaseoso y sulfato de cinc, y el vaso se calentó apreciablemente. El Zn metálico reaccionó totalmente. a. Escribe una ecuación química balanceada de la reacción. b. ¿Cuántos moles de H2(g)s ef ormaron? c. ¿Cuántos gramos de H2SO4 se consumieron durante lar eacción?

Cálculos estequiométricos con soluciones molares 11.15 En el problema 11.13c se calculó la cantidad de HCl, en gramos, que reaccionó con el Mg. ¿Cuántos mililitros de ácido clorhídrico 6.00 M se necesitarían para quer eaccionet odoe lm agnesiom etálico? 11.16 En el problema 11.14c se calculó la cantidad de H2SO4, en gramos, que reaccionó con el Zn. ¿Cuántos mililitros de ácido sulfúrico 6.00 M se necesitarían para que reaccione todo el cinc metálico? 11.17 ¿Cuántos mililitros de ácido clorhídrico 3.00 M se necesitarían para que reaccionen totalmente 10.0 g de cal, Ca(OH)2? La reacción de neutralización produce cloruro de calcio, CaCl2, y agua. 11.18 ¿Cuántos mililitros de ácido clorhídrico 1.00 M se necesitarían para que reaccione totalmente una tableta de leche de magnesia que contiene 310. mg de Mg(OH)2? La reacción de neutralización produce cloruro de magnesio,M gCl2, y agua. 11.19 Cuando el jugo gástrico, que equivale a HCl 0.1 M, reacciona totalmente con una tableta antiácida que contiene 500. mg de CaCO3, ¿qué volumen de jugo gástrico (en mililitros) se consume? CaCO3(s) 1 HCl(ac) → CaCl2(ac) 1 CO2(g) 1 H2O(1) 11.20 Cuando el jugo gástrico, que equivale a HCl 0.1 M, reacciona totalmente con una tableta antiácida que contiene

400. mg de Al(OH)3, ¿qué volumen de jugo gástrico (en mililitros) se consume? HCl(ac) 1 Al(OH)3(s) → AlCl3(ac) 1 H2O(l)

Cálculosd er eactivos limitantesy r endimientos porcentuales 11.21 La reacción de aluminio metálico con bromo, un no metal líquido, es espontánea, es decir, no se necesita energía externa para iniciar la reacción. Las cantidades de sustancias que se mezclaron se muestran debajo de los reactivos. 1 3 Br2(1) → 2 AlBr3

2Al 4.00 g

42.0 g

a. ¿Cuál sustancia es el reactivo limitante? (Muestra losc álculos.) b. ¿Cuále se lr endimientot eóricod e AlBr3? c. Si el rendimiento real es de 32.2 g de AlBr3, ¿cuál es elr endimientop orcentual? 11.22 Cuando se agrega un trozo de fósforo a bromo líquido, la reacción es espontánea y libera calor. Las cantidades de sustancias que se mezclaron se muestran debajo de losr eactivos. P4 1 6 Br2(1) → 4 PBr3

5.00 g

40.5 g

a. ¿Cuál sustancia es el reactivo limitante? (Muestra losc álculos.) b. ¿Cuál es el rendimiento teórico de PBr3? c. Si el rendimiento real es de 37.5 g de PBr3, ¿cuál es elr endimientop orcentual? 11.23 El nombre común del etanol, C2H5OH, es alcohol etílico. Gran parte del etanol comercial se produce por la reacción del eteno, C2H4, con agua. Si 80.0 kg de eteno reaccionaron con 55.0 kg de agua, efectúa los cálculos necesariosc onb asee nl ae cuacións iguiente. C2H4 1 H2O → C2H5OH a. ¿Cuál sustancia es el reactivo limitante? (Muestra los cálculos.) Sugerencia: Resuelve el problema empleando gramos. Las cantidades en kilogramos y en gramoss onp roporcionales. b. ¿Cuále se lr endimientot eóricod ee tanol? c. Si el rendimiento real es de 125 kg de etanol, ¿cuál ese lr endimientop orcentual? 11.24 El nombre común del metanol, CH3OH, es alcohol metílico. La mayor parte del metanol se produce comercialmente por la reacción del monóxido de carbono, CO, con H2(g) a temperatura y presión elevadas. Si 72.0 kg de CO reaccionaron con 5.50 kg de H2, efectúa los cálculos necesarios con base en la ecuación siguiente CO(g) 1 2 H2(g) → CH3OH(l ) a. ¿Cuál sustancia es el reactivo limitante? (Muestra losc álculos.)