Ejercicios

Indica ejercicios de razonamiento molecular

Señala ejercicios avanzados

Materia y energía

1. Defina las subdivisiones siguientes de la química: a) química orgánica; b) química forense; c) fisicoquímica; d) química médica. (Sugerencia: Sería conveniente que consultara un diccionario para contestar esta pregunta). 2. Defina los términos siguientes y ejemplifíquelos en específico: a) peso; b) energía potencial; c) temperatura; d) proceso endotérmico; e) propiedad extensiva. 3. ¿Cuál de los siguientes procesos es exotérmico? ¿Cuál es endotérmico? ¿Cómo puede saberlo? a) Combustión; b) agua que se congela; c) hielo que se derrite; d) agua hirviendo; e) vapor que se condensa; f ) papel que se quema.

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Estados de la materia

4. Mencione los tres estados de la materia y algunas de sus características. ¿En qué se asemejan y en qué difieren? Dibuje un modelo molecular que ejemplifique la diferencia de espacio entre moléculas en los estados gaseoso, líquido y sólido. 5. ¿Qué es una mezcla homogénea? ¿Cuáles de las sustancias siguientes son puras? ¿Cuáles de las mezclas siguientes son homogéneas? Explique sus respuestas: a) sal disuelta en agua; b) té y hielo; c) sopa de pollo y tallarines; d) lodo; e) gasolina; f ) dióxido de carbono; g) helado de menta con chispas de chocolate.

© Danilo Calilung/Corbis 6. Defina con claridad y en forma concisa los términos siguientes. Cite dos ejemplos de cada uno: a) sustancia; b) mezcla; c) elemento; d) compuesto. i) ii)

iii) iv)

v) vi)

7. Los dibujos anteriores son representaciones moleculares de a) un elemento gaseoso; b) un compuesto gaseoso; c) una mezcla gaseosa homogénea; d) una solución líquida; e) un sólido; f ) un líquido puro. Identifíquelos y dé ejemplos posibles. Explique sus respuestas. 8. Clasifique los materiales siguientes como elementos, compuestos o mezclas. Justifique su clasificación: a ) gasolina; b) agua de la llave; c) carbonato de calcio; d ) tinta de un bolígrafo; e) pasta dental; f ) hoja de aluminio. 9. Una moneda de oro acuñada a principios de la década de 1900 tiene un área aparentemente sucia. La suciedad no pudo eliminarse al tratar de limpiarla con cuidado. Un examen riguroso de la moneda reveló que la “suciedad” de la moneda era en realidad cobre puro. ¿Es la mezcla de oro y cobre de esta moneda una mezcla homogénea o heterogénea?

Propiedades químicas y propiedades físicas

10. Señale la diferencia entre los pares de términos siguientes y dé dos ejemplos específicos de cada uno de ellos: a) propiedad química y propiedad física; b) propiedad intensiva y propiedad extensiva; c) cambio químico y cambio físico; d) masa y peso. 11. ¿Cuáles de las propiedades siguientes son químicas y cuáles físicas? a) Encender un cerillo genera una llama; b) un tipo de acero es muy duro y contiene 95% de hierro, 4% de carbono y 1% de otros elementos; c) la densidad del oro es de 19.3 g/mL; d) el hierro se disuelve en ácido clorhídrico con desprendimiento de hidrógeno gaseoso; e) la lana de acero arde en aire; f ) la refrigeración reduce la rapidez de maduración de la fruta.

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12. Clasifique los procesos siguientes como físicos o químicos: a) oxidación de un clavo de hierro; b) fusión del hielo; c) quemar una astilla de madera; d) digestión de una papa horneada; e) solución de azúcar en agua. 13. A continuación se enlistan ocho observaciones. ¿Qué observaciones identifican a las propiedades químicas? a ) El azúcar es soluble en agua. b ) El agua hierve a 100 °C. c ) La luz ultravioleta convierte el O3 (ozono) en O2 (oxígeno). d ) El hielo es menos denso que el agua. e ) El sodio metálico reacciona violentamente con el agua. f ) El CO2 no soporta la combustión. g ) El cloro es un gas de color verde. h ) Se requiere calor para derretir el hielo. 14. Se utilizan pinzas para mantener un cubo de azúcar sobre una flama. Cuando una porción del cubo comienza a quemarse, se remueve del fuego. Después de que se enfría, la porción del cubo de azúcar que se calentó es de color café y huele a quemado. Por medio de un análisis se descubre que el cubo ha perdido masa. ¿Es el cambio de color del azúcar un cambio físico o uno químico? Proponga una explicación para las observaciones anteriores.

Mediciones y cálculos

15. En las cantidades siguientes, subraye los ceros significativos, determine el número de cifras significativas de la cantidad y escriba la cantidad en notación científica: a) 423.006 mL; b) 0.001073040 g; c) 1 081.2 libras. 16. Escriba en su forma ordinaria los números exponenciales siguientes: a) 5.06 3 104; b) 4.060 3 1024; c) 16.10 3 1022; d) 0.206 3 1023; e) 9.000 3 104; f ) 9.000 3 1024 . 17. Una caja tiene 252.56 cm de ancho, 18.23 cm de profundidad y 6.50 cm de altura. Calcule el volumen de la caja. (Escriba su respuesta con el número correcto de cifras significativas.) 18. Efectúe las conversiones siguientes: a) 453.4 m a km; b) 36.3 km a m; c) 487 kg a g; d) 1.32 L a mL; e) 55.9 dL a L; f ) 6 251 L a cm3 . 19. Si el precio de la gasolina es de $3.119 dólares/galón, ¿cuál es el precio en centavos (de dólar) por litro? 20. Exprese a) 0.750 pies cúbicos en unidades de litros; b) 1.00 litro en unidades de pintas; c) millas por galón en kilómetros por litro. 21. Dos estudiantes llevan a cabo la misma reacción. Un estudiante obtuvo un rendimiento de 58.2%. El otro estudiante, utilizando un balance distinto, obtuvo un rendimiento de 56.474%. ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento promedio entre ambos estudiantes? (Escriba su respuesta utilizando el número de cifras significativas adecuadas.) 22. ¿Cuál es la masa de una pieza de cobre rectangular de 24.4 cm 3 11.4 cm 3 7.9 cm? La densidad del cobre es de 8.92 g/cm3 . 23. Un cristal pequeño de sacarosa (azúcar de mesa) tenía una masa de 6.080 mg. Las dimensiones del cristal en forma de caja eran de 2.20 mm 3 1.36 mm 3 1.23 mm. ¿Cuál es la densidad de la sacarosa, expresada en g/cm3? 24. La densidad de la plata es de 10.5 g/cm3 . a) ¿Cuál es el volumen, en cm3, de un lingote de plata con masa de 0.443 kg? b) Si esta muestra de plata es un cubo, ¿qué longitud, en cm, tendría cada lado? c) ¿Cuál sería la longitud de cada lado en pulgadas? 25. El alambre suele venderse en carretes de libra, de acuerdo con el número de calibre del alambre. ¿Cuántos metros hay en un carrete de 10 libras de alambre de aluminio de calibre 12? El alambre de calibre 12 tiene un diámetro de 0.08008 pulgadas. El aluminio tiene una densidad de 2.70 g/cm3. (V 5 pr2<) 26. Una solución que contiene 40.0% de cloruro de hierro(III) en masa tiene una densidad de 1.149 g/mL. ¿Qué masa, en g, de cloruro de hierro(III) hay en 2.50 L de esta solución?

Transferencia de calor y medición del calor

27. Exprese a) 15 °F en °C; b) 32.6 °F en K; c) 328 K en °F; d) 11.3 °C en °F. 28. En la escala Réamur, ya en desuso, el agua se congela a 0 °R y hierve a 80 °R. a) Deduzca una ecuación que relacione esta escala con la Celsius. b) Deduzca una ecuación que relacione esta escala con la Fahrenheit. c) El mercurio es un metal líquido a temperatura ambiente y hierve a 356.6 °C (673.9 °F). ¿Cuál es el punto de ebullición del mercurio en la escala Réamur?

29. Convierta la temperatura a la que se funden los metales siguientes a las escalas Celsius y Fahrenheit: Al, 933.6 K; Ag, 1 235.1 K. 30. La temperatura media de un perro pastor alemán es de 102.0 °F. Exprese esta temperatura en a) kelvins y b) grados Celsius. 31. El calor específico del aluminio es de 0.895 J/g ? °C. Calcule la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de 45.3 g de aluminio de 27.0 °C a 62.5 °C. 32. Cuando se introducen 50.0 g de metal a 75.0 °C a 100 g de agua a 15.0 °C, la temperatura del agua asciende a 18.3 °C. Calcule el calor específico del metal considerando que no hay pérdida de calor hacia los alrededores.

Ejercicios mixtos

33. Una mena de hierro contiene 9.24% de hematita (un compuesto que tiene hierro). a) ¿Cuántas toneladas de esta mena contienen 5.79 toneladas de hematita? b) ¿Cuántos kilogramos de esta mena contienen 6.40 kg de hematita? 34. Un aviso sobre un puente informa a los conductores que la altura del puente es de 23.5 pies. ¿Cuál será la altura en metros de un tractocamión de 18 ruedas si este pasa casi rozando el puente? 35. La dosis letal de un medicamento de ingestión oral es de 1.5 mg/kg de peso corporal. Calcule la dosis letal del medicamento para una persona que pesa 165 lb. 36. Las soluciones de amoniaco caseras contienen 5% de amoniaco en peso y su densidad es de 1.006 g/mL. ¿Qué volumen de esta solución debe comprar una persona para obtener 25.8 g de amoniaco?

Ejercicios conceptuales

37. Los modelos siguientes representan un elemento en sus tres estados físicos.

i) ii)

iii)

a) ¿Cuál dibujo representa un sólido? b) ¿Cuál dibujo representa un líquido? c) ¿Cuál dibujo representa un gas? d) Ordene estos estados del menos denso al más denso. 38. ¿Qué es más denso a 0 °C: el hielo o el agua? ¿Cómo lo sabe? 39. Con base en la respuesta que dio al ejercicio 38, ¿cuál de los dibujos siguientes corresponde a una representación molecular del hielo y cuál a la de agua líquida?

40. Los átomos de cesio de procedencia natural son los de mayor tamaño. El radio de un átomo de cesio es de 2.65 Å. ¿Cuántos átomos de cesio tendrían que alinearse uno tras otro para cubrir una longitud de 1.00 pulg? Considere que los átomos son esféricos. 41. Utilice las figuras i) a ix) para contestar las preguntas siguientes. Cada pregunta puede tener más de una respuesta. a) ¿Cuál representa partículas a nanoescala de una muestra de gas? b) ¿Cuál representa partículas a nanoescala de una muestra de líquido? c) ¿Cuál representa partículas a nanoescala de una muestra de sólido? d) ¿Cuál representa partículas a nanoescala de una muestra de un elemento? e) ¿Cuál representa partículas a nanoescala de una muestra de un compuesto? f ) ¿Cuál representa partículas a nanoescala de una muestra de una mezcla? g) ¿Cuál representa partículas a nanoescala de una muestra de una sustancia pura?

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