Indagar las características de los compuestos CH_4 metano (alcano), C_2H_4 eteno (alqueno) y C_2H_2 etino/acetileno (alquino).

CH_4 alcano (C–C) | C_2H_4 alqueno (C=C) | C_2H_2 alquino (C C)

Elaborar fichas descriptivas que contengan datos como estructura, formas de obtención y aplicaciones.

Fichas completadas con estructura, obtención y aplicaciones de las tres familias

Utilizar las fichas para diferenciar las características entre los alcanos, alquenos y alquinos.

Diferencian por enlace C–C, C=C, C C, fórmula general, geometría, reactividad y aplicaciones

Libro de Química 1 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

109/210

Reto: gasolina, movilidad sostenible y diferencias entre alcanos, alquenos y alquinos

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 1° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

Página 109

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Respuesta rápida

1.a: recurso estratégico pero ambientalmente problemático. 1.b: no queman fósil y son más eficientes. 1.c: campaña multimedial educativa. 2-4: alcanos (C–C), alquenos (C=C), alquinos (C≡C), con fichas y tabla comparativa.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 12 min lectura

Solución — Página 109

Quimica 1° · 2024

Ejercicio 1

Texto base: la gasolina es un combustible derivado del petróleo, líquido incoloro y sumamente inflamable, utilizado en motores de combustión interna que emiten gases que alteran la composición del ambiente. La quema de combustibles fósiles libera grandes cantidades de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, profundizando el calentamiento global y el cambio climático. Se propone impulsar la movilidad sostenible con autos eléctricos o híbridos.

Parte 1.a

Pregunta: ¿Cómo catalogaría la importancia de la gasolina en la actualidad?

La gasolina es un combustible de alta densidad energética: su combustión libera mucha energía por unidad de masa, lo que la hace muy eficiente para mover vehículos. Su fórmula general corresponde a una mezcla de hidrocarburos con número de carbonos aproximado de $ext{C}_{5} ext{H}_{12}$ a $ext{C}_{12} ext{H}_{26}$ (octano $ext{C}_{8} ext{H}_{18}$ como referencia).
Su importancia es doble: por un lado sostiene gran parte del transporte mundial (economía, empleo, cadena logística); por otro, su uso masivo genera emisiones que degradan la calidad del aire y agravan el cambio climático.
Por eso debe catalogarse como un recurso estratégico pero problemático: indispensable en la transición energética y, a la vez, combustible fósil cuyo consumo debe disminuir progresivamente.

Respuesta

recurso estratégico de gran relevancia económica y energética, cuyo uso está asociado a graves impactos ambientales y que debe ser sustituido o reducido.

Parte 1.b

Pregunta: ¿Por qué asumiría que los autos eléctricos o híbridos son una alternativa para evitar el uso de autos con motores de combustión interna que utilizan gasolina?

El motor de combustión interna quema la gasolina según una reacción global de la forma $\text{C}_{8}\text{H}_{18} + \frac{25}{2}\,\text{O}_{2} \rightarrow 8\,\text{CO}_{2} + 9\,\text{H}_{2}\text{O} + \text{energía}$ es decir, produce $\text{CO}_{2}$ , $\text{CO}$ , $\text{NO}_{x}$ y partículas.
El motor eléctrico no realiza combustiones: transforma energía eléctrica en energía mecánica mediante el efecto magnético, por lo que no emite gases de escape en el punto de uso.
El híbrido combina ambos sistemas: un motor eléctrico y uno de combustión, aprovechando la regeneración de energía de frenado y funcionando con gasolina solo cuando es necesario, reduciendo el consumo y las emisiones.
Además, la eficiencia del motor eléctrico ( $\leq 90 ext{%}$ ) supera con holgura a la del motor térmico ( $20 ext{-}35 ext{%}$ ), por lo que se requiere menos energía por kilómetro recorrido.

Respuesta

porque no (o apenas) queman combustible fósil, no emiten $\text{CO}_{2}$ ni contaminantes en el punto de uso y son más eficientes energéticamente.

Parte 1.c

Pregunta: ¿Qué estrategia de comunicación utilizaría para concientizar a la población sobre la importancia de disminuir el uso de combustibles fósiles?

Campaña en redes sociales y medios audiovisuales con mensajes breves, ilustraciones y datos concretos (p. ej., que cada litro de gasolina quemada libera $\approx 2{,}3 ext{ kg}$ de $\text{CO}_{2}$ ).
Infografía escolar y comunitaria con comparativas: emisiones del carro de gasolina vs. el eléctrico o híbrido, y beneficios económicos del ahorro de combustible.
Involucramiento directo: participación de estudiantes en ferias, concursos de carteles y conversatorios, para que el mensaje circule también en el ámbito familiar.
Uso de testimonios y propuestas concretas: rutas en bicicleta, uso del transporte público, carga solar en el hogar, para que la concientización termine en acciones verificables.

Respuesta

una campaña educativa multimedial (redes sociales, infografías, ferias escolares) que combine datos científicos con acciones concretas y la participación de estudiantes y familias.

Ejercicio 2

— Fichas descriptivas de alcanos, alquenos y alquinos

Alcanos ( $\text{C}_{n}\text{H}_{2n+2}$ ) — ejemplo: metano $\text{CH}_{4}$

Estructura: cadena de carbonos unidos únicamente por enlaces simples ( $\text{C}-\text{C}$ ). El metano es tetraédrico, con ángulos de $≈ 109{,}5^°$ .
Obtención: se extraen del petróleo (fraccionamiento) y del gas natural (principal componente del metano).
Propiedades: gases a temperatura ambiente los de cadena corta; muy estables y poco reactivos; combustibles: $\text{CH}_{4} + 2\,\text{O}_{2} \rightarrow \text{CO}_{2} + 2\,\text{H}_{2}\text{O}$ .
Aplicaciones: combustible de cocina y calefacción (gas natural, gas licuado), materias primas industriales.

Alquenos ( $\text{C}_{n}\text{H}_{2n}$ ) — ejemplo: eteno $\text{C}_{2}\text{H}_{4}$

Estructura: cadena con un enlace doble $\text{C}=\text{C}$ ; los átomos de carbono están hibridizados $\text{sp}^2$ y el enlace tiene un ángulo de $\approx 120^°$ .
Obtención: craqueo (pirólisis) de hidrocarburos pesados del petróleo; hidrogenación parcial de alquinos.
Propiedades: más reactivos que los alcanos (adición electrófila); el eteno es gas a temperatura ambiente, incoloro.
Aplicaciones: producción de polietileno y otros plásticos, maduración de frutas, intermedio químico.

Alquinos ( $\text{C}_{n}\text{H}_{2n-2}$ ) — ejemplo: etino (acetileno) $\text{C}_{2}\text{H}_{2}$

Estructura: cadena con un enlace triple $\text{C}\equiv\text{C}$ ; carbonos hibridizados $\text{sp}$ , ángulo de $180^°$ (lineal).
Obtención: reacción de carburo de calcio con agua: $\text{CaC}_{2} + 2\,\text{H}_{2}\text{O} \rightarrow \text{C}_{2}\text{H}_{2} + \text{Ca(OH)}_{2}$ ; también por craqueo de hidrocarburos.
Propiedades: el acetileno es un gas incoloro, muy inflamable y con llama caliente ( $\u2248 3000^°\text{C}$ ), algo soluble en agua.
Aplicaciones: soldadura y corte de metales (oxiacetilénica), síntesis de plásticos (PVC) y productos químicos.

Ejercicio 3

Pregunta: Elaborar fichas descriptivas con estructura, formas de obtención y aplicaciones.

Respuesta

ver las tres fichas desarrolladas en el Ejercicio 2, que cumplen los tres datos solicitados para cada familia de hidrocarburos.

Ejercicio 4

Pregunta: Diferenciar las características entre alcanos, alquenos y alquinos.

Característica	Alcanos	Alquenos	Alquinos
Fórmula general	$\text{C}_{n}\text{H}_{2n+2}$	$\text{C}_{n}\text{H}_{2n}$	$\text{C}_{n}\text{H}_{2n-2}$
Tipo de enlace entre C	simple ( $\text{C}-\text{C}$ )	doble ( $\text{C}=\text{C}$ )	triple ( $\text{C}\equiv\text{C}$ )
Hibrización del C	$\text{sp}^3$	$\text{sp}^2$	$\text{sp}$
Ángulos de enlace	$≈ 109{,}5^°$	$\approx 120^°$	$180^°$ (lineal)
Ejemplo	metano $\text{CH}_{4}$	eteno $\text{C}_{2}\text{H}_{4}$	etino $\text{C}_{2}\text{H}_{2}$
Estado a $°\text{C}$	gas (C1–C4)	gas (eteno, propeno)	gas (acetileno)
Reactividad	baja (saturados)	media	alta
Reacciones típicas	sustitución	adición	adición
Aplicación clave	combustibles, gas doméstico	plásticos (polietileno)	soldadura, PVC

Los alcanos son hidrocarburos saturados: todos los enlaces son simples y su reactividad es baja.
Los alquenos y alquinos son insaturados: la presencia de uno o dos $π$ permite reacciones de adición, de forma que son más reactivos.
Al aumentar la insaturación aumenta la reactividad y cambia la geometría: tetraédrica $\to$ trigonal plana $\to$ lineal.

Respuesta

difieren en el tipo de enlace carbono-carbono, la fórmula general, la hibrización, la reactividad y sus aplicaciones.

Ejercicio 5

Pregunta: Participar en un conversatorio en el aula sobre este tema.

Respuesta orientativa: en el conversatorio se puede argumentar que los alcanos, alquenos y alquinos son los fundamentos de los combustibles fósiles (la gasolina es una mezcla de alcanos y cicloalcanos); que la reactividad de los compuestos insaturados es clave para fabricar plásticos y materiales; y que el uso responsable de estos hidrocarburos —mejorando la eficiencia y avanzando hacia energías renovables— es una responsabilidad ciudadana y científica.

Metacognición

¿Qué he aprendido? Que la gasolina es una mezcla de hidrocarburos de origen fósil cuya combustión produce $\text{CO}_{2}$ y otros contaminantes, y que existen alternativas como los autos eléctricos e híbridos. También que los alcanos, alquenos y alquinos se diferencian por sus enlaces ( $\text{C}-\text{C}$ , $\text{C}=\text{C}$ , $\text{C}\equiv\text{C}$ ) y sus fórmulas generales.
¿Cómo lo he aprendido? Analizando un texto informativo, resumiendo ideas, elaborando fichas descriptivas y comparando tablas de datos.
¿Para qué me ha servido? Para comprender el origen ambiental del cambio climático y para reconocer en productos cotidianos (plásticos, combustibles, gas de cocina) hidrocarburos específicos.
¿En qué otras ocasiones puedo usarlo? Al discutir temas ambientales, al evaluar noticias sobre energías renovables y al estudiar química orgánica o ingeniería.

Contenido de la página

RETO

1. Leo el siguiente texto y respondo

La gasolina es un combustible derivado del petróleo, líquido incoloro, sumamente inflamable, que puede ser utilizada en motores de combustión interna. En el funcionamiento de estos motores se produce la emisión de diversos gases que alteran la composición natural del ambiente, así como su calidad.

La quema de combustibles fósiles, en general, produce la liberación de grandes cantidades de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, profundizando el problema del calentamiento global y el cambio climático, con graves repercusiones sobre la biodiversidad, los ecosistemas naturales y la salud.

Actualmente, es necesario impulsar una movilidad sostenible a través del uso de autos eléctricos o híbridos.

a. ¿Cómo catalogaría la importancia de la gasolina en la actualidad?

b. ¿Por qué asumiría que los autos eléctricos o híbridos son una alternativa para evitar el uso de autos con motores de combustión interna que utilizan gasolina?

c. ¿Qué estrategia de comunicación utilizaría para concientizar a la población sobre la importancia en la disminución de uso de combustibles fósiles?

ACTIVIDAD PARA TRABAJO EN GRUPO

Me reúno en equipos de trabajo e indagamos las características de los siguientes compuestos:

Alcanos	Alquenos	Alquinos
$\text{CH}_{4}$ metano	$\text{C}_{2}\text{H}_{4}$ eteno	$\text{C}_{2}\text{H}_{2}$ etino (acetileno)

Elaboramos fichas descriptivas que contengan datos como, por ejemplo: estructura, formas de obtención, aplicaciones.
Utilizamos las fichas para diferenciar las características entre los alcanos, alquenos y alquinos.
Participamos en un conversatorio en el aula sobre este tema.

METACOGNICIÓN

Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en la sección.

¿Qué he aprendido?
¿Cómo lo he aprendido?
¿Para qué me ha servido?
¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Página 108 — Texto de Química.

Ejemplos resueltos

Comparar la geometría y reactividad del metano ( $\text{CH}_{4}$ ), el eteno ( $\text{C}_{2}\text{H}_{4}$ ) y el acetileno ( $\text{C}_{2}\text{H}_{2}$ ).

El metano tiene 4 enlaces simples $\text{C}-\text{H}$ , hibrización $\text{sp}^3$ , geometría tetraédrica y ángulos de $\approx 109{,}5^\circ$ ; es poco reactivo y arde con llama poco luminosa.
El eteno tiene un enlace doble $\text{C}=\text{C}$ , hibrización $\text{sp}^2$ , geometría trigonal plana y ángulos de $\approx 120^\circ$ ; experimenta reacciones de adición (hidrogenación, halogenación).
El acetileno tiene un enlace triple $\text{C}\equiv\text{C}$ , hibrización $\text{sp}$ , geometría lineal ( $180^\circ$ ); es el más reactiva y su llama alcanza $\approx 3000^\circ\text{C}$ .

Estimar el $\text{CO}_{2}$ emitido por un carro que consume 8 L de gasolina por cada 100 km (densidad de la gasolina $\approx 0{,}75\,\text{kg/L}$ ).

Masa de gasolina: $m = 8\,\text{L} \times 0{,}75\,\text{kg/L} = 6\,\text{kg}$ .
La gasolina emite aproximadamente $2{,}3\,\text{kg de }\text{CO}_{2}$ por kilogramo quemado.
Emisión: $6\,\text{kg} \times 2{,}3\,\text{kg}_{\text{CO}_2}/\text{kg} = 13{,}8\,\text{kg de }\text{CO}_{2}$ por cada 100 km recorridos.

Tabla

Característica	Alcanos	Alquenos	Alquinos
Fórmula general	$\text{C}_{n}\text{H}_{2n+2}$	$\text{C}_{n}\text{H}_{2n}$	$\text{C}_{n}\text{H}_{2n-2}$
Enlace C–C	simple $\text{C}-\text{C}$	doble $\text{C}=\text{C}$	triple $\text{C}\equiv\text{C}$
Hibrización	$\text{sp}^3$	$\text{sp}^2$	$\text{sp}$
Ángulo de enlace	$≈ 109{,}5^\circ$	$≈ 120^\circ$	$180^\circ$ (lineal)
Ejemplo	$\text{CH}_{4}$ metano	$\text{C}_{2}\text{H}_{4}$ eteno	$\text{C}_{2}\text{H}_{2}$ etino
Estado a temperatura ambiente	gas (C1–C4)	gas (eteno, propeno)	gas (acetileno)
Reactividad	baja	media	alta
Reacciones típicas	sustitución	adición	adición
Aplicación clave	combustibles, gas doméstico	plásticos, maduración de frutas	soldadura, PVC

Diagrama

flowchart LR
    A[Petróleo y gas natural] --> B[Fractionación y craqueo]
    B --> C[Alcanos<br/>CₙH₂ₙ₊₂<br/>CH₄ metano]
    B --> D[Alquenos<br/>CₙH₂ₙ<br/>C₂H₄ eteno]
    B --> E[Alquinos<br/>CₙH₂ₙ₋₂<br/>C₂H₂ etino]
    C --> F[Gases y combustibles<br/>gasolina, gas doméstico]
    D --> G[Plásticos<br/>polietileno]
    E --> H[Soldadura y PVC]
    C --> I[Combustión]
    I --> J[CO₂ y gases de efecto invernadero]
    J --> K[Cambio climático]
    L[Alternativas: autos eléctricos y híbridos] --> K

Fórmulas y ecuaciones

Fórmula general de los alcanos: $\text{C}_{n}\text{H}_{2n+2}$

Fórmula general de los alquenos: $\text{C}_{n}\text{H}_{2n}$

Fórmula general de los alquinos: $\text{C}_{n}\text{H}_{2n-2}$

Reacción de combustión de la gasolina (octano): $\text{C}_{8}\text{H}_{18} + \frac{25}{2}\,\text{O}_{2} \rightarrow 8\,\text{CO}_{2} + 9\,\text{H}_{2}\text{O}$

$\text{C}@@MATH_0@@\text{H}@@MATH_1@@\$ , $\text{O}@@MATH_2@@_{2}$ + $9\$ , $\text{H}@@MATH_3@@\text{O}$

$\text{CH}@@MATH_0@@_{2}$ $\rightarrow$ $\text{CO}@@MATH_1@@_{2}$ $\text{O}$

$\text{CaC}@@MATH_0@@_{2}@@MATH_1@@_{2}@@MATH_2@@_{2}$ + $\text{Ca(OH)}$ $_{2}$

$\text{Alcanos: }$ $\text{C}@@MATH_0@@\text{H}$ $_{2n+2}$

$\text{Alquenos: }$ $\text{C}@@MATH_0@@\text{H}$ $_{2n}$

$\text{Alquinos: }$ $\text{C}@@MATH_0@@\text{H}$ $_{2n-2}$

Glosario (8)

Gasolina: Mezcla de hidrocarburos (principalmente alcanos de C₅ a C₁₂) obtenida del petróleo, utilizada como combustible en motores de combustión interna.
Combustión interna: Reacción exotérmica de oxidación de un combustible dentro de un motor, que transforma energía química en energía mecánica.
Gas de efecto invernadero: Gas que absorbe y reemite radiación infrarroja, contribuyendo al calentamiento global (CO₂, CH₄, N₂O, vapor de agua).
Movilidad sostenible: Transporte que reduce emisiones y consumo energético, mediante vehículos eléctricos, híbridos, transporte público y medios no motorizados.
Alcanos: Hidrocarburos saturados de fórmula general CₙH₂ₙ₊₂ con únicamente enlaces simples entre carbonos.
Alquenos: Hidrocarburos insaturados de fórmula general CₙH₂ₙ que poseen un enlace doble carbono-carbono.
Alquinos: Hidrocarburos insaturados de fórmula general CₙH₂ₙ₋₂ que poseen un enlace triple carbono-carbono.
Hibridación: Mezcla de orbitales atómicos que da lugar a orbitales híbridos (sp³, sp², sp) según el tipo de enlace del carbono.

Preguntas para practicar

¿En qué otras ocasiones puedo usar lo aprendido sobre hidrocarburos y movilidad sostenible?

Al analizar noticias sobre cambio climático o precios del combustible, al discutir opciones de transporte en la familia o la comunidad, y al estudiar química orgánica, bioquímica o ingeniería, donde los hidrocarburos son la base de combustibles, plásticos y materiales.

¿Para qué me ha servido el estudio de la gasolina y las emisiones?

Para entender por qué la quema de combustibles fósiles produce dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, y para tomar decisiones informadas sobre alternativas como los vehículos eléctricos e híbridos.

¿Cómo se relaciona la química con el problema del cambio climático?

La química explica la composición de los combustibles y las reacciones de combustión que liberan CO₂ y otros gases; por tanto, el estudio de las reacciones y de las fórmulas permite diseñar alternativas energéticas de menores emisiones.

Temas y conceptos clave

Gasolina y combustibles fósilesCombustión y emisiones de gasesCambio climático y gases de efecto invernaderoMovilidad sostenible: autos eléctricos e híbridosAlcanos, alquenos y alquinosEstructura, obtención y aplicaciones de los hidrocarburosGasolinaCombustión internaGases de efecto invernaderoDióxido de carbonoCalentamiento globalMovilidad sostenibleAlcanosAlquenosAlquinosHibridación sp, sp², sp³

Fuentes y referencias

Texto de Química, Bachillerato General Unificado (BGU), Ecuador, 2024

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📌 Antes de leer esto

• Tipos de enlace químico (simple, doble, triple)
• Fórmulas químicas y nomenclatura básica de hidrocarburos
• Noción de reacción de combustión
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Nomenclatura y propiedades físicas de los hidrocarburos; isomería de los alcanos

📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1982 caracteres

E) nero )

Leo el siguiente texto y respondo:

( >

a. ¿Cómo catalogaría la importancia de la gasolina en la actualidad?

KC )

» b. ¿Por qué asumiría que los autos eléctricos o híbridos son una alternativa para evitar el uso de autos con motores de combustión interna que utilizan gasolina?

( y C. ¿Qué estrategia de comunicación utilizaría para concientizar a la población sobre la

importancia en la disminución de uso de combustibles fósiles?

(SL) ACTIVIDAD PARA TRABAJO EN GRUPO )

Mereúno en equipos de trabajo eindagamos las características de los siguientes compuestos:

Alcanos Alquenos Alquinos CH, metano C,H, eteno C,H, etino (acetileno)

Elaboramos fichas descriptivas que contengan datos como, por ejemplo: estructura, formas de obtención, aplicaciones.
Utilizamos las fichas para diferenciar las características entre los alcanos, alquenos y alquinos.
Participamos en un conversatorio en el aula sobre este tema.

"O / METACOGNICIÓN )

Respondo estas preguntas de manera individual y luego las comparto en una

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

¿Para qué me ha servido? plenaria para establecer un diálogo acerca del aprendizaje desarrollado en ¿Cómo lo he aprendido? la sección.

¿Qué he aprendido?

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