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Quimica 3° · 2024
Libro de Química 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

112/210

Cierre de hidrocarburos: tarea, actividad, representación y reflexión

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

111.1: Conclusiones: los hidrocarburos se clasifican en alifáticos (abierta) y aromáticos (cíclicos) y en saturados (sólo enlaces simples) e insaturados (dobles o triples). 111.2: Tabla de clasificación con fórmulas CnH2n+2, CnH2n, CnH2n−2 y C6H6. 111.3: Representar CH4, C2H6, C2H4, C2H2 y el anillo de benceno. 111.4: Presentación del metano con estructura, propiedades y aplicaciones. 111.5: La tecnología hará que los hidrocarburos se usen con mayor eficiencia y menos emisiones, junto con energías renovables.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 7 min lectura

Solución — Página 112

Quimica 3° · 2024

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Ejercicio 111

1 (Conclusiones)

Espacio de conclusiones del capítulo de hidrocarburos. Sugerencia de conclusión redactada con los conceptos vistos:

  1. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrógeno (hidrocarburos de los elementos de la tabla periódica).
  2. Se clasifican de dos maneras: por el tipo de cadena (alifáticos y aromáticos) y por el tipo de enlace (saturados e insaturados).
  3. Los hidrocarburos alifáticos son de cadena abierta (lineal o ramificada); los aromáticos presentan un anillo con delocalización de electrones (anillo de benceno).
  4. Los saturados sólo tienen enlaces simples (\text{C–C}, \text{C–H}); los insaturados presentan uno o más enlaces dobles o triples.
  5. Su principal aplicación es como combustible, pero también son materia prima de plásticos, fibras y medicamentos.

Respuesta orientativa: La conclusión debe enlazar clasificación, estructura y aplicaciones de los hidrocarburos en una o dos ideas coherentes.


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Ejercicio 111

2 (TAREA: Investigar y clasificar hidrocarburos)

Organizar la información de hidrocarburos alifáticos, aromáticos, saturados e insaturados:

Clasificación Tipo de cadena Enlaces Fórmula general Ejemplo Nomenclatura (IUPAC)
Alifático saturado (alcanos) Abierta (lineal o ramificada) Sólo simples \text{C}_{n}\text{H}_{2n+2} Metano Metano, \text{CH}_{4}
Alifático insaturado (alquenos) Abierta Un doble enlace \text{C}_{n}\text{H}_{2n} Etileno Eteno, \text{CH}_{2}=\text{CH}_{2}
Alifático insaturado (alquinos) Abierta Un triple enlace \text{C}_{n}\text{H}_{2n-2} Acetileno Etino, \text{HC}\equiv\text{CH}
Aromático Cíclica (anillo) Delocalizados \text{C}_{n}\text{H}_{n} (anillo de benceno) Benceno Benceno, \text{C}_{6}\text{H}_{6}
Aromático insaturado Cíclica (anillos fusionados) Delocalizados \text{C}_{14}\text{H}_{10} Naftalino Naftalino
  1. Identificar el número de átomos de carbono (n) de cada hidrocarburo.
  2. Determinar si la cadena es abierta o cíclica: abierta → alifático; cíclica con anillo aromático → aromático.
  3. Contar los enlaces múltiples: ninguno → saturado; dobles o triples → insaturado.
  4. Comprobar la fórmula con la regla de generalidad:
    • Alcanos: \text{C}_{n}\text{H}_{2n+2} (n = 1 → \text{CH}_{4}).
    • Alquenos: \text{C}_{n}\text{H}_{2n} (n = 2 → \text{C}_{2}\text{H}_{4}).
    • Benceno: \text{C}_{6}\text{H}_{6} con n=6, en cumplimiento de la regla del octeto y aromaticidad.
  5. Registrar las aplicaciones: metano → gas natural y combustible; eteno → fabricación de polietileno; etino (acetileno) → soldadura y oxicorte; benceno → síntesis de estireno, fenol y plásticos.

Respuesta orientativa: La tabla anterior resume la investigación solicitada en la tarea, incluyendo clasificación, fórmula general, ejemplo y aplicación.


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Ejercicio 111

3 (ACTIVIDAD: Representar gráficamente los hidrocarburos)

  1. Alcanos (alifáticos saturados):
    • Metano: \text{CH}_{4} → estructura tetraédrica con cuatro enlaces simples \text{C–H}.
    • Etano: \text{CH}_{3}\text{CH}_{3} → dos carbonos unidos por un enlace simple.
    • Propano: \text{CH}_{3}\text{CH}_{2}\text{CH}_{3}.
  2. Alquenos (alifáticos insaturados):
    • Eteno: \text{CH}_{2}=\text{CH}_{2} → un doble enlace entre los carbonos.
    • Propeno: \text{CH}_{3}\text{CH}=\text{CH}_{2}.
  3. Alquinos:
    • Etino: \text{HC}\equiv\text{CH} → un triple enlace.
  4. Aromáticos:
    • Benceno: anillo de seis carbonos con un círculo interior que representa la deslocalización electrónica: \text{C}_{6}\text{H}_{6}.
    • Tolueno (metilbenceno): benceno con un grupo metilo \text{–CH}_{3} sustituido.
  5. Dibujar las fórmulas de estructura y de estructura desarrollada, verificando que cada carbono tenga cuatro enlaces.

Respuesta orientativa: Las representaciones deben mostrar los enlaces simples, dobles o triples y, en los aromáticos, el anillo con deslocalización electrónica (círculo o dobles enlaces alternados).


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Ejercicio 111

4 (REPRESENTACIÓN: Presentación creativa)

Ejemplo de presentación: «El metano, \text{CH}_{4}: el hidrocarburo más simple»

  1. Introducción: el metano es un alcano alifático saturado de un solo carbono, presente en el gas natural.
  2. Estructura: cuatro enlaces \text{C–H} equivalentes con ángulos tetraédricos de 109{,}5^\circ; es apolar y poco reactivo.
  3. Propiedades: gas incoloro e inodoro, menos denso que el aire, insoluble en agua; punto de ebullición -161{,}5^\circ\text{C}.
  4. Aplicaciones: combustible para generación eléctrica y cocinas; materia prima del hidrógeno mediante reformación con vapor (\text{CH}_{4}+\text{H}_{2}\text{O}\rightarrow\text{CO}+3\text{H}_{2}); fabricación de plásticos y fertilizantes.
  5. Riesgos: es un potente gas de efecto invernadero y, a altas concentraciones, es asfixiante e inflamable.

Respuesta orientativa: La presentación debe incluir imagen estructural, fórmula, propiedades, aplicaciones y un aspecto ambiental del hidrocarburo elegido.


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Ejercicio 111

5 (REFLEXIÓN)

Pregunta: ¿Cómo podrían los avances tecnológicos y científicos influir en la forma en que utilizamos y nos relacionamos con los hidrocarburos en el futuro, considerando tanto las demandas energéticas como los impactos medioambientales asociados?

Respuesta orientativa: Los avances tecnológicos permitirán aprovechar los hidrocarburos con mayor eficiencia y menor emisión, mediante procesos como la reformación con vapor para producir hidrógeno, la captura y almacenamiento de dióxido de carbono y la conversión de CO_2 en combustibles sintéticos (electrocombustibles). Paralelamente, la ciencia impulsa fuentes renovables que sustituyen paulatinamente al petróleo y al gas, reduciendo la dependencia energética y el calentamiento global. El futuro del uso de los hidrocarburos dependerá, por tanto, de un equilibrio entre la innovación química que los aproveche de forma limpia y el desarrollo de energías que mitiguen su impacto ambiental.

Contenido de la página

Conclusiones

(Espacio de redacción del estudiante para las conclusiones del capítulo de hidrocarburos.)


A QUE NO TE ATREVES...

TAREA:

Investigo y comparto información sobre hidrocarburos (alifáticos, aromáticos, saturados, insaturados).

Realizo la actividad sobre hidrocarburos en el siguiente enlace: https://acortar.link/i8Sqcp

ACTIVIDAD:

Represento gráficamente los hidrocarburos (alifáticos, aromáticos, saturados, insaturados).

REPRESENTACIÓN:

Creo una presentación creativa (puede ser un vídeo, póster, o presentación digital) sobre un hidrocarburo específico y sus aplicaciones.

REFLEXIÓN:

¿Cómo podrían los avances tecnológicos y científicos influir en la forma en que utilizamos y nos relacionamos con los hidrocarburos en el futuro, considerando tanto las demandas energéticas como los impactos medioambientales asociados?


Texto de Química · 111

Ejemplos resueltos

Clasificar el propano, C_{3}H_{8}, en hidrocarburos alifático/aromático y saturado/insaturado.

  1. Su fórmula es C_{3}H_{8}: n = 3.
  2. Comprobamos la fórmula general de los alcanos: C_{n}H_{2n+2} → C_{3}H_{2(3)+2} = C_{3}H_{8}. Coincide.
  3. La cadena está abierta, por tanto es alifático.
  4. No presenta enlaces dobles ni triples, por tanto es saturado. Respuesta: alifático saturado (alcano).

Verificar que el eteno, C_{2}H_{4}, es un hidrocarburo insaturado.

  1. n = 2.
  2. Fórmula general de alquenos: C_{n}H_{2n} → C_{2}H_{2(2)} = C_{2}H_{4}. Coincide.
  3. Estructura: CH_{2}=CH_{2}, contiene un doble enlace entre carbonos.
  4. Al tener enlace múltiple, es insaturado y de cadena abierta → alifático insaturado. Respuesta: eteno, alqueno (hidrocarburo alifático insaturado).

Identificar el hidrocarburo aromático más simple y escribir su fórmula.

  1. El anillo aromático mínimo estable es el anillo de benceno con 6 carbonos.
  2. Cada carbono del anillo forma 3 enlaces σ y se une a un hidrógeno (y comparte electrones π deslocalizados).
  3. Por tanto hay 6 carbonos y 6 hidrógenos: C_{6}H_{6}. Respuesta: benceno, C_{6}H_{6}.

Tabla

Clasificación Cadena Enlaces Fórmula general Ejemplo Aplicación
Alifático saturado (alcanos) Abierta Sólos simples C_{n}H_{2n+2} Metano, CH_{4} Combustible, gas natural
Alifático insaturado (alquenos) Abierta Un doble C_{n}H_{2n} Eteno, C_{2}H_{4} Polietileno
Alifático insaturado (alquinos) Abierta Un triple C_{n}H_{2n-2} Etino, C_{2}H_{2} Soldadura y oxicorte
Aromático Cíclica (anillo) Deslocalizados C_{6}H_{6} Benceno Plásticos, estireno, fenol

Diagramas (2)

mindmap
  root((Hidrocarburos))
    Alifáticos
      Saturados
        Alcanos · CnH2n+2
          Metano · CH4
          Etano · C2H6
      Insaturados
        Alquenos · CnH2n
          Eteno · C2H4
        Alquinos · CnH2n-2
          Etino · C2H2
    Aromáticos
      Benceno · C6H6
      Tolueno
      Naftalino
graph TD
  A[Hidrocarburos] --> B[Tipo de cadena]
  A --> C[Tipo de enlace]
  B --> B1[Alifáticos - cadena abierta]
  B --> B2[Aromáticos - anillo bencénico]
  C --> C1[Saturados - enlaces simples]
  C --> C2[Insaturados - dobles/triples]
  B1 --> D1[Alcanos CnH2n+2]
  B1 --> D2[Alquenos CnH2n]
  B1 --> D3[Alquinos CnH2n-2]
  B2 --> D4[Benceno C6H6]

Fórmulas y ecuaciones

Fórmula general de los alcanos: C_{n}H_{2n+2}

Fórmula general de los alquenos: C_{n}H_{2n}

Fórmula general de los alquinos: C_{n}H_{2n-2}

Fórmula del benceno (aromático): C_{6}H_{6}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}_{2n+2} \quad \text{(alcanos)}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}_{2n} \quad \text{(alquenos)}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}_{2n-2} \quad \text{(alquinos)}

\text{C}@@MATH_0@@\text{H}_{6} \quad \text{(benceno)}

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

\text{CH}@@MATH_0@@_{2}@@MATH_1@@_{2}

Glosario (7)

Hidrocarburos
Compuestos orgánicos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrógeno.
Alifáticos
Hidrocarburos de cadena abierta, lineal o ramificada (alcanos, alquenos, alquinos).
Aromáticos
Hidrocarburos con uno o más anillos estables con deslocalización de electrones π, como el benceno.
Saturados
Hidrocarburos que poseen únicamente enlaces simples entre carbonos (alcanos, CnH2n+2).
Insaturados
Hidrocarburos que contienen uno o más enlaces dobles o triples entre carbonos (alquenos y alquinos).
Deslocalización electrónica
Comportamiento en el que los electrones π de un anillo aromático se reparten entre varios átomos, otorgando estabilidad.
Combustible sintético
Combustible producido por procesos químicos a partir de materias primas como el CO2 o el hidrógeno.

Preguntas para practicar

¿Cómo podrían los avances tecnológicos y científicos influir en la forma en que utilizamos y nos relacionamos con los hidrocarburos en el futuro, considerando las demandas energéticas y los impactos medioambientales?

Los avances tecnológicos permitirán aprovechar los hidrocarburos con mayor eficiencia y menores emisiones, mediante procesos como la reformación con vapor para obtener hidrógeno, la captura y almacenamiento de dióxido de carbono y la conversión de CO₂ en combustibles sintéticos. A la vez, la ciencia desarrolla energías renovables que sustituyen paulatinamente al petróleo y al gas, reduciendo la dependencia energética y el calentamiento global. El futuro dependerá de un equilibrio entre una innovación química que use los hidrocarburos de forma limpia y fuentes energéticas que mitiguen su impacto ambiental.

¿Qué diferencias distinguen a un hidrocarburo alifático de uno aromático?

Los hidrocarburos alifáticos tienen cadena abierta (lineal o ramificada) y se clasifican en alcanos, alquenos y alquinos; los aromáticos poseen uno o más anillos estables con deslocalización de electrones π, como el benceno (C₆H₆), que les confiere propiedades químicas particulares.

¿Por qué los hidrocarburos insaturados son más reactivos que los saturados?

Porque los enlaces múltiples (dobles o triples) presentan electrones π menos firmemente unidos al núcleo, lo que facilita las reacciones de adición, en las que el enlace π se rompe y se forman nuevos enlaces con átomos o grupos reactivos.

Temas y conceptos clave

Cierre de la unidad de hidrocarburosConclusiones del capítuloInvestigación y clasificación de hidrocarburosRepresentación gráfica de moléculas de hidrocarburosPresentación creativa de un hidrocarburo específicoReflexión sobre el futuro energético y ambiental de los hidrocarburosHidrocarburos alifáticos (cadena abierta)Hidrocarburos aromáticos (anillo bencénico)Hidrocarburos saturados (sólo enlaces simples)Hidrocarburos insaturados (dobles y triples enlaces)Alcanos, alquenos y alquinosBenceno y deslocalización electrónicaAplicaciones e impacto ambiental de los hidrocarburos

Fuentes y referencias

  • https://acortar.link/i8Sqcp (enlace indicado en el libro para la actividad sobre hidrocarburos)
¿Te fue útil esta página?

Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se clasifican los hidrocarburos y cuáles son sus fórmulas generales?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cuál es la diferencia entre hidrocarburos saturados e insaturados?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Cuáles son las principales aplicaciones de los hidrocarburos y sus impactos ambientales?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Nomenclatura básica de compuestos orgánicos (IUPAC)
  • • Tipos de enlace químico (simple, doble, triple) y octeto
  • • Estructura del átomo de carbono y valencia
  • • Conceptos de combustión y efecto invernadero
Siguiente tema sugerido
Alcohol, fenoles y éteres: estructura, nomenclatura y propiedades
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 792 caracteres

Conclusiones

A QUE NO TE ATREVES...

Y TAR EA: )

Investigo y comparto información sobre hidrocarburos (alifáticos, aromáticos, saturados, insaturados).

Realizo la actividad sobre hidrocarburos en el siguiente enlace https://acortar.link/i8Sqcp

7 ACTIVIDAD: )

Represento gráficamente los hidrocarburos (alifáticos, aromáticos, saturados, insaturados).

| 4 REPRESENTACION: )

Creo una presentación creativa (puede ser un vídeo, póster, o presentación digital) sobre un hidrocarburo específico y sus aplicaciones.

7 REFLEXIÓN: )

¿Cómo podrían los avances tecnológicos y científicos influir en la forma en que utilizamos y nos relacionamos con los hidrocarburos en el futuro, considerando tanto las demandas energéticas como los impacto medioambientales asociados?

Texto de Química ' 111

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