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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

109/210

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

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

1.a: Importante pero insostenible: es un recurso fósil no renovable y su quema emite CO_{2}. 1.b: Eléctricos e híbridos reducen la quema de gasolina y las emisiones de gases de efecto invernadero. 1.c: Campaña multimodal con datos, testimonios locales y actividades participativas. 2–4: Alcanos C_{n}H_{2n+2} (saturados, CH_{4}); alquenos C_{n}H_{2n} (insaturados, C_{2}H_{4}); alquinos C_{n}H_{2n-2} (insaturados, C_{2}H_{2}).

📚 exercise quimica ⭐⭐⭐ Dificultad 3/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 109

Quimica 3° · 2024

1
Ejercicio 1

Leo el texto sobre la gasolina y respondo.

a
Parte 1.a

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

  1. La gasolina es un combustible derivado del petróleo, es decir, de un recurso no renovable (fósil), líquido, incoloro y sumamente inflamable.
  2. Es importante porque alimenta los motores de combustión interna usados en el transporte, que movilizan a la mayoría de personas y mercancías en el mundo.
  3. Sin embargo, es una importancia crítica y limitada: su quema libera gases que alteran la composición del aire y empeoran su calidad.
  4. Al quemarse, el carbono del combustible se oxida. En el caso del octano (C_{8}H_{18}), componente típico de la gasolina, la reacción completa es:

2C_{8}H_{18} + 25O_{2} \rightarrow 16CO_{2} + 18H_{2}O

  1. El CO_{2} es un gas de efecto invernadero: al acumularse en la atmósfera refuerza el efecto invernadero natural, eleva la temperatura global y profundiza el cambio climático.
  2. Catalogación: importante en el presente pero insostenible en el largo plazo, por su carácter no renovable y por su impacto ambiental.
Respuesta

Es importante por su rol en el transporte energético actual, pero es un combustible fósil no renovable cuya quema emite CO_{2} y otros contaminantes, por lo que su uso debe disminuirse de forma gradual.

b
Parte 1.b

¿Por qué los autos eléctricos o híbridos son una alternativa a los que usan gasolina?

  1. Un motor de combustión interna quema gasolina dentro del vehículo, con emisiones directas de CO_{2}, monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NO_{x}), hidrocarburos sin quemar y partículas.
  2. Un auto eléctrico sustituye la combustión por un motor eléctrico alimentado por una batería: no emite gases en la calle.
  3. Un auto híbrido combina un motor de combustión con uno eléctrico: el motor térmico trabaja de forma más eficiente y se apaga en bajas velocidades, reduciendo las emisiones y el consumo de gasolina.
  4. Además, la electricidad puede generarse a partir de fuentes renovables (solar, eólica), lo que reduce aún más la huella de carbono del ciclo de vida del vehículo.
  5. Ventajas adicionales: menor contaminación acústica y menor costo operativo por kilómetro recorrido.
Respuesta

Porque eliminan o reducen la quema de gasolina, disminuyen las emisiones de CO_{2} y gases contaminantes, y permiten alimentarse con energía de origen renovable.

c
Parte 1.c

Estrategia de comunicación para concientizar a la población.

  1. Crear una campaña informativa multimedial (afiches, videos cortos, mensajes en redes sociales) que explique de forma simple la relación combustible fósil → CO_{2} → calentamiento global.
  2. Incluir datos concretos y verificables, por ejemplo: emisiones anuales del transporte y consumo promedio de gasolina por vehículo.
  3. Incorporar testimonios locales y el ejemplo de ciudades que ya implementaron transporte eléctrico.
  4. Diseñar actividades participativas: carreras de afiches en el colegio, charlas con la comunidad, simulaciones donde cada estudiante calcule su huella de carbono.
  5. Acompañar con mensajes positivos y accionables: cómo ahorrar combustible, usar transporte público, bicicleta o caminar.
  6. Evaluar la campaña mediante encuestas antes y después de la difusión.
Respuesta

Una campaña multimodal de concientización con datos científicos, testimonios locales y actividades participativas, que ofrezca alternativas concretas de movilidad sostenible.

2
Ejercicio 2

a 5 (Trabajo en grupo)

Se reúne en equipo, indaga las características de los compuestos, elabora fichas descriptivas, las usa para diferenciarlos y participa en el conversatorio.

2
Ejercicio 2

–4. Fichas descriptivas

Característica Alcanos Alquenos Alquinos
Fórmula general C_{n}H_{2n+2} C_{n}H_{2n} C_{n}H_{2n-2}
Tipo de enlace C–C Sencillo (σ) Doble (σ + π) Triple (σ + 2π)
Ejemplo Metano CH_{4} Eteno C_{2}H_{4} Etino C_{2}H_{2} (acetileno)
Nombre IUPAC del ejemplo metano eteno etino
Saturo / insaturo Saturado (solo enlaces simples) Insaturado Insaturado
Obtención principal Fraccionamiento del gas natural y del petróleo; reformación y craqueo Craqueo de hidrocarburos; deshidrogenación de alcanos Deshidrogenación de alquenos o etano; craqueo selectivo
Estado a temperatura ambiente (C_{1}–C_{4}) Gases (CH_{4} a C_{4}H_{10}) Gases (C_{2}H_{4} y C_{3}H_{6}) Gases (C_{2}H_{2} es gaseoso)
Punto de ebullición Aumenta al aumentar el número de átomos de carbono Idéntica tendencia Idéntica tendencia; el acetileno hierve a -84\,^{\circ}\mathrm{C}
Solubilidad en agua Prácticamente insolubles (no polares) Insolubles Insolubles
Reacciones típicas Sustitución (halogenación): CH_{4} + Cl_{2} \rightarrow CH_{3}Cl + HCl Adición (con Br_{2}, HBr, H_{2}O, H_{2}): C_{2}H_{4} + Br_{2} \rightarrow C_{2}H_{4}Br_{2} Adición en dos etapas: C_{2}H_{2} + Br_{2} \rightarrow C_{2}H_{2}Br_{2}
Combustión CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O C_{2}H_{4} + 3O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + 2H_{2}O 2C_{2}H_{2} + 5O_{2} \rightarrow 4CO_{2} + 2H_{2}O
Aplicaciones Combustible (metano, gas natural, GPL), materia prima química Fabricación de polietileno y policloruro de vinilo, refrigerantes Soldadura y corte con acetileno (llama de hasta 3000\,^{\circ}\mathrm{C})
Inflamabilidad Sí Sí El acetileno es extremadamente inflamable; se usa disuelto en acetona sobre asbesto
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5
Ejercicio 5

Puntos clave para el conversatorio

  1. El número de enlaces dobles o triples es la razón por la que se les llama hidrocarburos insaturados: tienden a adquirir átomos adicionales (por ejemplo, al decolorar una solución de bromo).
  2. Aunque los alcanos son saturados, el etano (C_{2}H_{6}) y el eteno (C_{2}H_{4}) presentan propiedades físicas muy cercanas, ya que dependen de la masa molar, no solo del tipo de enlace.
  3. El acetileno, al ser un alquino, es el más reactivo y el de mayor poder calorífico entre los tres ejemplos.

Preguntas de metacognición

¿Qué he aprendido? Que la gasolina es un combustible fósil cuya quema genera CO_{2}, y que existen tres grandes familias de hidrocarburos (alcanos, alquenos y alquinos) que se diferencian por su tipo de enlace carbono–carbono y por sus fórmulas generales.

¿Cómo lo he aprendido? Organizando la información en fichas comparativas, comparando las fórmulas generales C_{n}H_{2n+2}, C_{n}H_{2n} y C_{n}H_{2n-2} y contrastando ejemplos concretos como el metano, el eteno y el acetileno.

¿Para qué me ha servido? Para comprender por qué el uso de combustibles fósiles afecta el ambiente y para reconocer cómo los compuestos orgánicos se clasifican según su estructura, lo que permite predecir sus reacciones y aplicaciones.

¿En qué otras ocasiones puedo usarlo? Al analizar noticias sobre contaminación del transporte, al estudiar biología (membranas celulares con lípidos insaturados), y en la industria al elegir materiales como el polietileno, derivado del eteno.

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 del uso de combustibles fósiles?

ACTIVIDAD PARA TRABAJO EN GRUPO

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

Alcanos Alquenos Alquinos
CH_{4} metano C_{2}H_{4} eteno C_{2}H_{2} etino (acetileno)

3. Elaboramos fichas descriptivas que contengan datos como, por ejemplo: estructura, formas de obtención, aplicaciones.

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

5. 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:

  1. ¿Qué he aprendido?
  2. ¿Cómo lo he aprendido?
  3. ¿Para qué me ha servido?
  4. ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?

Ejemplos resueltos

Escribe la ecuación balanceada de la combustión completa del metano, principal componente del gas natural.

  1. El metano es CH_{4} y la combustión completa produce CO_{2} y H_{2}O.
  2. Balanceamos carbono: 1 átomo de C en cada lado.
  3. Balanceamos hidrógeno: CH_{4} tiene 4 H, por lo que se forman 2 moléculas de H_{2}O.
  4. Balanceamos oxígeno: del lado de los productos hay 2 (en CO_{2}) + 2 (en 2H_{2}O) = 4 átomos de O; se necesitan 2O_{2}.

CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O

Determina a qué familia pertenece el eteno y escribe su reacción de adición con bromo.

  1. Su fórmula es C_{2}H_{4}.
  2. Verificamos con la fórmula general: para n = 2, C_{n}H_{2n} = C_{2}H_{4}. Coincide, por lo que es un alqueno.
  3. Los alquenos son insaturados: el Br_{2} adiciona sobre el enlace doble y desaparece el color rojo del bromo.

C_{2}H_{4} + Br_{2} \rightarrow C_{2}H_{4}Br_{2}

Tabla

Característica Alcanos Alquenos Alquinos
Fórmula general C_{n}H_{2n+2} C_{n}H_{2n} C_{n}H_{2n-2}
Enlace C–C Sencillo Doble Triple
Ejemplo CH_{4} metano C_{2}H_{4} eteno C_{2}H_{2} etino (acetileno)
Saturo / insaturo Saturado Insaturado Insaturado
Obtención Fraccionamiento, craqueo Craqueo, deshidrogenación Deshidrogenación de alquenos
Reacción típica Sustitución Adición Adición en dos etapas

Diagramas (2)

flowchart TD
  A[Combustibles fósiles<br/>petróleo, carbón, gas natural] --> B[Quema y combustión]
  B --> C[CO2 y gases de efecto invernadero]
  C --> D[Efecto invernadero reforzado]
  D --> E[Calentamiento global y cambio climático]
  E --> F[Biodiversidad y salud afectadas]
  C --> G[Alternativa: movilidad sostenible]
  G --> H[Autos eléctricos]
  G --> I[Autos híbridos]
  H --> J[Menos emisiones de CO2]
flowchart LR
  subgraph Hidrocarburos
    A[Alcanos<br/>CnH2n+2<br/>saturados] -->|des hidrogenación| B[Alquenos<br/>CnH2n<br/>enlace doble]
    B -->|des hidrogenación| C[Alquinos<br/>CnH2n-2<br/>enlace triple]
  end
  A --> A1[Combustible, metano]
  B --> B1[Plásticos, eteno]
  C --> C1[Soldadura, acetileno]

Fórmulas y ecuaciones

Alcanos: C_{n}H_{2n+2}

Alquenos: C_{n}H_{2n}

Alquinos: C_{n}H_{2n-2}

Punto de ebullición de un alcano: aumenta con el número de átomos de carbono (mayor masa molar → mayores fuerzas intermoleculares de van der Waals)

2C_{8}H_{18} + 25O_{2} \rightarrow 16CO_{2} + 18H_{2}O

CH_{4} + 2O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}O

C_{2}H_{4} + 3O_{2} \rightarrow 2CO_{2} + 2H_{2}O

2C_{2}H_{2} + 5O_{2} \rightarrow 4CO_{2} + 2H_{2}O

CH_{4} + Cl_{2} \rightarrow CH_{3}Cl + HCl

C_{2}H_{4} + Br_{2} \rightarrow C_{2}H_{4}Br_{2}

Glosario (8)

Gasolina
Mezcla de hidrocarburos (fundamentalmente alcanos de 5 a 12 átomos de carbono) derivada del petróleo, usada como combustible en motores de combustión interna.
Combustible fósil
Sustancia que procede de la descomposición de organismos de épocas geológicas pasadas y que no se renaturaliza en escalas humanas (petróleo, carbón, gas natural).
Gas de efecto invernadero
Gase que absorbe y reemite radiación infrarroja, reteniendo calor en la atmósfera; el $CO_{2}$ es el más abundante de origen antrópico.
Movilidad sostenible
Sistema de transporte que reduce el consumo de energía y las emisiones contaminantes, favoreciendo vehículos eléctricos, híbridos y el transporte público.
Alcano
Hidrocarburo saturado de fórmula general $C_{n}H_{2n+2}$, con solo enlaces simples carbono–carbono.
Alqueno
Hidrocarburo insaturado de fórmula general $C_{n}H_{2n}$, que posee al menos un enlace doble carbono–carbono.
Alquino
Hidrocarburo insaturado de fórmula general $C_{n}H_{2n-2}$, que posee al menos un enlace triple carbono–carbono.
Saturado / insaturado
Saturado: solo enlaces simples; insaturado: posee uno o más enlaces dobles o triples, por lo que puede incorporar átomos adicionales.

Preguntas para practicar

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

Es un combustible fósil no renovable, hoy imprescindible en el transporte, pero su quema emite $CO_{2}$ y otros gases que degradan la atmósfera, por lo que su importancia es crítica y temporal.

¿Por qué los autos eléctricos o híbridos son una alternativa a los de combustión?

Porque eliminan o reducen la quema de gasolina, disminuyen las emisiones de $CO_{2}$ y contaminantes, y pueden alimentarse con electricidad de origen renovable.

¿Qué estrategia de comunicación usaría para concientizar sobre el uso de combustibles fósiles?

Una campaña multimodal con datos científicos, testimonios locales, actividades participativas y ofertas concretas de movilidad sostenible.

¿En qué otras ocasiones puedo aplicar lo aprendido en esta sección?

Al analizar información ambiental, al clasificar compuestos orgánicos según su fórmula general y al comprender la fabricación de polímeros a partir de alquenos.

Temas y conceptos clave

Combustibles fósiles y gasolinaGases de efecto invernaderoMovilidad sostenibleAlcanos, alquenos y alquinosFichas descriptivas de compuestosMetacogniciónGasolinaPetróleoMotores de combustión internaEfecto invernaderoCalentamiento globalAutos eléctricos e híbridosHidrocarburos saturados e insaturadosFórmula general
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📌 Antes de leer esto
  • • Nomenclatura básica de compuestos orgánicos
  • • Diferencia entre materiales renovables y no renovables
  • • Noción de reacción química y balance de ecuaciones
  • • Concepto de molécula y tipo de enlace (sencillo, doble, triple)
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Polímeros y compuestos orgánicos: del eteno al polietileno, y otras aplicaciones de los hidrocarburos
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1982 caracteres

E) nero )

  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?

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 )

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

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

  1. Elaboramos fichas descriptivas que contengan datos como, por ejemplo: estructura, formas de obtención, aplicaciones.

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

  3. 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?

108 — Texto de Química

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