3 QUIMICA Schaum

PROBLEMAS RESUELTOS 85
moléculas de vapor de mercurio por unidad de volumen, cuando la trampa fría se mantiene a −120°C. La
presión de vapor de mercurio a esta temperatura es 10 −16 torr.
Moles por litro = n V = P
RT =
(10 −16 / 760) atm
0.0821 L atm = 1.0 × 10 −20 mol/L
mol K
(153 K)
Moléculas/L = (1.0 × 10 −20 mol/L)(6.0 × 10 23 moléculas/mol) = 6 × 10 3 moléculas/L, o bien 6 moléculas/mL
REACCIONES CON GASES
En cada uno de los cuatro problemas de esta sección, todos los gases se miden a la misma temperatura y presión.
6.9. a) ¿Qué volumen de hidrógeno se combinará con 12 L de cloro para formar cloruro de hidrógeno? b) ¿Qué
volumen de cloruro de hidrógeno se formará?
Se debe escribir una ecuación balanceada para este problema, y es la siguiente:
H 2 (gas) + Cl 2 (gas) → 2HCl(gas)
a) La ecuación indica que 1 molécula (o mol) de H 2 reacciona con 1 molécula (o mol) de Cl 2 para formar 2 moléculas
(o moles) de HCl. De acuerdo con la hipótesis de Avogadro, cantidades iguales de moléculas de gases bajo las mismas
condiciones de temperatura y presión ocupan volúmenes iguales. Por consiguiente, la ecuación indica también que
1 volumen de H 2 reacciona con 1 volumen de Cl 2 para formar 2 volúmenes de HCl. Por tanto, el volumen de H 2 que
se combinará con 12 L de Cl 2 es de 12 L.
b) Como en la reacción se usan 12 L de Cl 2 , y atendiendo el planteamiento lógico en la parte a), entonces se forman
2 × 12 L = 24 L de HCl.
6.10. a) ¿Qué volumen de hidrógeno reaccionará con 6 pies 3 de nitrógeno para formar amoniaco? b) ¿Qué volumen
de amoniaco se producirá?
N 2 (gas) + 3H 2 (gas) → 2NH 3 (gas)
a) Si se aplica la hipótesis de Avogadro como en 6.9a), dado que 1 volumen de nitrógeno (6 pies 3 ) requiere 3 volúmenes
de hidrógeno para la reacción completa, entonces 3 volúmenes × 6 pies 3 /volumen = 18 pies 3 de hidrógeno.
b) Con un volumen de nitrógeno se forman 2 volúmenes de amoniaco. Por consiguiente, 6 pies 3 de nitrógeno formarán
2 × 6 = 12 pies 3 de amoniaco gaseoso.
6.11. Se mezclan 64 litros de NO con 40 L de O 2 y se dejan reaccionar. ¿Cuál es el volumen total de gas presente
después de terminar la reacción?
2NO(gas) + O 2 (gas) → 2NO 2 (gas)
La ecuación indica que el volumen de oxígeno necesario es la mitad del volumen de NO (2NO:O 2 ),
2 1 (64) = 32 L
de O 2 , por tanto (40 − 32) L de O 2 = 8 L de O 2 que están en exceso. También la ecuación indica que el volumen de NO 2
formado es igual al volumen de NO que reacciona (2NO:2NO 2 ). El volumen final es: 0 L de NO + 8 L de O 2 + 64 L de
NO 2 = 72 L de gas.
6.12. a) ¿Qué volumen de O 2 en condiciones normales se requiere para la combustión completa de 1 mol de disulfuro
de carbono, CS 2 ? b) ¿Qué volúmenes de CO 2 y SO 2 se producen (también en condiciones normales)?
CS 2 (líquido)+ 3O 2 (gas) → CO 2 (gas) + 2SO 2 (gas)
a) En condiciones normales, 1 mol de gas ocupa 22.4 litros. Como se requieren 3 moles de oxígeno para la combustión
de 1 mol de disulfuro de carbono,
Para el oxígeno usado: (3 mol de gas)(22.4 L/mol de gas) = 67.2 L de O 2