(BLOQUE 2) 25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS.) Sabiendo que los pesos atómicos de C, O y Ca son respectivamente 12, 16 y 40, que el valor de R en la ecuación de estado de los gases ideales es 0,082 atm L K-1 mol-1, y que se obtienen 10,4 g de carburo cálcico haciendo reaccionar óxido de calcio con carbón, desprendiéndose monóxido de carbono, se puede deducir que el número V de litros de este gas que se forman en dicha reacción medidos a 2 atm y 27 oC (suponiendo comportamiento ideal) es un valor que cumple una de las siguientes relaciones matemáticas:
(A). V < 1,5
(B). 1,5 < V < 2,5
(C). 2,5 < V < 3,5
(D). V > 3,5
Solución: B. La reacción es: CaO + 3C → CaC2 + CO.
M(CaC2)= 64 y M(CO) = 28. Por cada mol de CaC2 obtenido, se desprende un mol de gas CO. Como se han obtenido 10,4 g de CaC2, es decir 10,4/64=0,162 moles de CaC2, se obtendrá también ese mismo número de moles de CO, que en las condiciones indicadas y suponiendo que se comporta como un gas ideal, según la ecuación de estado pV = nRT ocuparan un volumen de [0,162×0,082×(27+273)]/2 = 2 L.
26. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE.) La cantidad de carburo cálcico obtenido se hace reaccionar con agua desprendiéndose gas acetileno, HC≡CH, y formándose hidróxido cálcico. El volumen V’ en litros de acetileno obtenido a 4 atmósferas y 37 oC suponiendo comportamiento ideal será…
(A). 0,5 < V’ < 1,5
(B). 1,5 < V’ < 2,5
(C). 2,5 < V’
(D). 0,5 > V’
Solución: A. Reacción: CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2.
M(CaC2) = 64 y M(CO) = 28. Por cada mol de CaC2 obtenido, se obtiene también un mol de C2H2. Como se hacen reaccionar 10,4 g de CaC2, es decir 10,4/64=0,162 moles de CaC2, se obtendrán también ese mismo número de moles de C2H2, que en las condiciones indicadas y suponiendo que se comporta como un gas ideal, según la ecuación de estado pV=nRT ocuparan un volumen de [0,162×0,082× (37+273)]/4 = 1,03 L.
27. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES.) Se quema todo el gas acetileno con oxígeno en exceso. ¿A qué presión, p, en atmósferas estará el dióxido de carbono generado si se recoge en un recipiente de 1 L a una temperatura de 27 oC suponiendo que se comporte idealmente?
(A). p < 3
(B). 3 < p < 5
(C). 5 < p < 7
(D). 7 < p
Solución: D. La reacción es de combustión de un hidrocarburo en presencia de exceso de O2 es: 2 C2H2 + 5 O2 → 4 CO2 + 2 H2O. Hemos visto anteriormente que se obtienen 0,162 moles de C2H2. Como por la combustión de dos moles de acetileno se generan cuatro de CO2, 0,162 moles de C2H2 producirán 0,324 moles de CO2, gas que si se comporta como ideal en las condiciones indicadas, a partir de la ecuación de estado pV = nRT podemos deducir que ejercerá una presión de [0,324×0,082×(27+273)]/1 = 7,97 atm. La respuesta correcta es 7 < p.
