Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2020 (1s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

1. El químico Joseph Louis Proust realizó durante su larga estancia en España unas investigaciones que demostraron que…

(A). …al calentar estaño en un recipiente cerrado (sin hacer el vacío), el metal se cubre con una capa de óxido, pero el peso del recipiente con el Sn es el mismo al final de la reacción que al principio.
(B). …una misma masa de carbono se puede combinar con dos masas diferentes de oxígeno, las cuales guardan una proporción numérica sencilla.
(C). …la proporción en masa de C, O y Cu en cualquier carbonato de cobre es siempre la misma, independientemente de su procedencia.
(D). al hacer reaccionar la cantidad de H₂ que ocupa un volumen de 50 mL con la cantidad de O₂ que ocupa 25 mL se obtiene una cantidad de H₂O que ocupa un volumen de 50 mL (todo medido a la misma presión y a una temperatura de 110 ^oC).

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2. Se mezclan en un reactor una masa 14m de nitrógeno con una masa m de hidrógeno para producir amoniaco. ¿Alguno de los dos reactivos es limitante? (Pesos atómicos: H: 1; N: 14).

(A). No; ambos entran en la proporción estequiométrica adecuada
(B). Sí, el H₂.
(C). Sí, el N₂.
(D). Depende de la presión y la temperatura en el interior del reactor.

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3. Sean dos gases A y B mezclados en un recipiente. De B tenemos el doble de moles que de A, pero el peso molecular de A es el doble que el de B. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las presiones parciales de A y B es cierta?

(A). La presión parcial de B será 2/3 de la presión total.
(B). La presión parcial de B será el cuádruple que la de A.
(C). La suma de la presión parcial que ejerce A más el doble de la presión parcial que ejerce B será la presión total.
(D). Los dos gases ejercerán la misma presión parcial.

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4. El coeficiente de dilatación térmica de un gas ideal vale…

(A). 22,4 L.
(B). 0,082 atm L mol K^-1.
(C). 3,66·10^{-3 o}C^-1
(D). 273,16 K.

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5. El modelo atómico de Bohr explicó por qué…

(A). los electrones tienen carga negativa.
(B). la menor parte de la masa del átomo está en el núcleo.
(C). el gas hidrógeno en estado excitado emite una luz que al descomponerla en un prisma se ve que está formada de distintos colores.
(D). los átomos se combinan para formar moléculas.

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6. ¿Qué número cuántico está relacionado con la orientación espacial del orbital?

(A). n
(B). l
(C). m
(D). s

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7. El orbital 4d_x^₂_-y^₂ puede alojar…

(A). 2 electrones.
(B). 8 electrones.
(C). 10 electrones.
(D). 16 electrones.

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8. ¿Cuál de los siguientes elementos es de esperar que reaccione más vigorosamente con agua para reducir los iones H⁺ a gas H₂?

(A). Cs
(B). He
(C). Fe
(D). C

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9. ¿Para cuál de los siguientes elementos es previsible un mayor salto relativo entre el valor de su segunda energía de ionización y el valor de su tercera energía de ionización? (Números atómicos: Na = 11; Mg = 12; Al = 13; Si = 14).

(A). Na
(B). Mg
(C). Al
(D). Si

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10. ¿A cuál o cuáles de los iones O^2–, F^–, Mg²⁺ y Al³⁺ es de prever que corresponda la configuración electrónica 1s² 2s² 2p⁶?

(A). Solo a los dos aniones.
(B). Solo a los dos cationes.
(C). Solo a los que tienen carga par (positiva o negativa).
(D). A todos ellos.

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11. Dado un compuesto iónico, el ciclo de Born-Haber sirve para calcular…

(A). el calor de formación.
(B). la energía de red.
(C). el calor de sublimación del metal que forma parte del compuesto.
(D). el potencial de ionización del metal que forma parte del compuesto.

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12. De los siguientes métodos, basados en el momento dipolar, ¿cuál es el que permite estimar el carácter iónico de un enlace A–B, siendo A y B elementos cuyos iones son monovalentes: A⁺ y B^–? 

(A). Multiplicar la carga de cada ion por la distancia de enlace y, el resultado, multiplicarlo por 100.
(B). Restar el momento dipolar teórico menos el experimental y multiplicar por 100.
(C). Restar las electronegatividades de ambos elementos y multiplicar por 100.
(D). Dividir el momento dipolar experimental entre el que tendría la molécula si la longitud de enlace fuese igual que la experimental pero se hubiera transferido un electrón completo de un átomo a otro.

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13. En general, el número de enlaces covalentes sencillos no coordinados que un átomo forma con los que está unido en una molécula coincide con…

(A). el número de grupo de la tabla periódica en el que se encuentra.
(B). su valencia iónica (número de oxidación) más alta.
(C). el número de electrones que puede desaparear.
(D). el número de pares de electrones que pueda aceptar del otro átomo.

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14. Si el orden de ocupación de los orbitales en la molécula de oxígeno y en sus iones moleculares es: (σ_1s) (σ*_1s) (σ_2s) (σ*_2s) (σ_2pz) [(π_2px), (π_2py)] [(π*_2px), (π*_2py)] (σ*_2pz), decir cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera sobre las especies O₂ y O₂^2–:

(A). Ambas especies son paramagnéticas.
(B). El O₂ es más estable que el O₂^2–.
(C). El orden de enlace de una de las especies es el triple que el de la otra.
(D). Todos los enlaces de ambas especies son de tipo σ.

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15. Cuando se combinan dos orbitales atómicos p para dar orbitales moleculares, estos…

(A). pueden ser tipo σ o tipo π.
(B). siempre son tipo π.
(C). siempre son tipo σ.
(D). nunca son ni tipo σ ni tipo π.

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16. ¿Qué tipos de enlaces hay en la molécula de acetileno, C₂H₂?

(A). Uno triple y dos simples
(B). Tres triples
(C). Dos triples y uno simple
(D). Cinco simples

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17. La molécula CF₄ tiene momento dipolar nulo porque los cuatro enlaces C-F se dirigen a los vértices de…

(A). un tetraedro regular.
(B). una pirámide trigonal.
(C). un cuadrado.
(D). un rombo regular.

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18. El CO₃^2- actúa normalmente como ligando…

(A). monodentado.
(B). bidentado.
(C). tridentado.
(D). tetradentado.

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19. La especie HF tiene un punto de ebullición especialmente alto porque…

(A). su enlace es casi 100% iónico.
(B). unas moléculas se unen a otras por enlaces de hidrógeno.
(C). el F se une al H mediante orbitales híbridos sp³.
(D). en disolución acuosa la molécula se disocia formando H⁺ y F^–.

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20. ¿Cuál de los siguientes materiales conduce mejor la electricidad?

(A). Un diamante natural
(B). Azúcar disuelto en agua
(C). Carburo de silicio del que se fabrica papel de lija
(D). Una moneda de plata

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21. La ordenación de mayor a menor acidez de los compuestos HCl, H₂S y PH₃ es:

(A). PH₃ > H₂S > HCl
(B). H₂S > PH₃ > HCl
(C). H₂S > HCl > PH₃
(D). HCl > H₂S > PH₃

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Problema 1

22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Se dispone de 1,25 g de un compuesto orgánico formado de C, H y O. Un análisis elemental revela que esa masa de compuesto contiene 0,5 g de C y 0,67 g de O. ¿Cuál es su composición centesimal? (Pesos atómicos: C=12, H=1; O=16).

(A). C: 33,33%; H: 33,33%; O: 33,33%
(B). C: 41,38%; H: 3,45%; O: 55,17%
(C). C: 40%; H: 6,4%; O: 53,6%%
(D). Ninguna de las otras respuestas es correcta

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) ¿Alguna de las siguientes podría considerarse la fórmula empírica?

(A). C₆HO₈
(B). CH₂O
(C). C₂HO₂
(D). CHO

24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS) La combustión de este compuesto produce CO₂ y H₂O. Si al quemar 1 mol del compuesto se obtienen 176 g de CO₂, ¿cuál es la fórmula molecular del compuesto?

(A). C₃HO₃
(B). C₅H₁₀O₄
(C). C₆H₆O₆
(D). Ninguna de las otras

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Problema 2

25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Se quiere llenar de helio un globo esférico cuyo diámetro una vez hinchado es de 30 metros. Se quiere que la presión dentro del globo hinchado sea de 740 mmHg a una temperatura de 27 ^oC. Suponiendo comportamiento ideal, ¿qué masa de helio se necesita? (Peso atómico del helio: 4).

(A). Unas 2,23 toneladas
(B). Unos 102 kg
(C). Unos 37 kg
(D). Unos 10550 g

26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). Si se reemplaza el helio por el mismo número de moles de hidrógeno, manteniéndose las mismas condiciones de presión y temperatura, ¿qué volumen alcanzaría el globo? (Peso atómico del hidrógeno: 1. Considérese que se comporta como gas ideal).

(A). El mismo que el del globo de helio.
(B). El cuádruple que el del globo de helio.
(C). Un cuarto del volumen del globo de helio.
(D). Aproximadamente 10⁵ L.

27. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). Se quiere extraer una parte del helio del interior del globo de manera que, manteniéndose la presión constante, el globo no se deshinche (es decir, siga teniendo un diámetro de 30 m). Para ello, se eleva la temperatura a 127 ^oC. ¿Qué porcentaje en masa del helio se puede extraer?

(A). No se puede extraer nada; si se extrae algo, necesariamente el globo empieza a deshincharse.
(B). El 7%
(C). El 25%
(D). El 79%

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Problema 3

28. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS) La primera energía de ionización del Mg es: E_i,₁(Mg) = 738 kJ/mol; la segunda: E_i,₂(Mg) = 1451 kJ/mol; la tercera: E_i,₃(Mg) = 7733 kJ/mol; y la entalpía de sublimación de este metal es E_s(Mg) = 148 kJ/mol. Por otro lado, la energía de disociación del Cl₂ es: E_d(Cl₂) = 244 kJ/mol y la afinidad electrónica de este elemento es E_ae(Cl) = – 349 kJ/mol. Y por otra parte, se sabe que la energía de red del compuesto iónico MgCl₂ es E_r(MgCl₂) = – 2526 kJ/mol. Además, cálculos teóricos predicen los siguientes valores de energía de red para los compuestos hipotéticos MgCl y MgCl₃: E_r(MgCl) = – 753 kJ/mol; E_r(MgCl₃) = – 5440 kJ/mol. Con esos datos, decir cuál es la razón de que, de los tres compuestos citados (MgCl, MgCl₂ y MgCl₃), el único que existe en la naturaleza es el MgCl₂.

(A). La clave está en que la afinidad electrónica del cloro y su energía de disociación son muy bajas.
(B). Se debe a que el MgCl₂ es el único de los tres compuestos cuya formación no requiere la disociación previa de la molécula Cl₂ en átomos Cl, ya que la reacción de formación es Mg_(s) + Cl_2(g) ” MgCl_2(s).
(C). La explicación es que la energía de red del MgCl₂ no es ni muy alta ni demasiado baja, circunstancia que hace más favorable la formación de la red cristalina.
(D). Ninguna de las razones dadas en las otras respuestas es la que determina el hecho de que el MgCl₂ sea el único compuesto estable. 

29. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE) ¿Cuánto valdría la energía de formación del hipotético compuesto MgCl_(s)?

(A). –94 kJ/mol
(B). 28 kJ/mol
(C). 80,5 kJ/mol
(D). 202,5 kJ/mol

30. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES) ¿Cuánto valdría la energía de formación del hipotético compuesto MgCl_3(s)?

(A). 1760 kJ/mol
(B). 2336 kJ/mol
(C). 3949 kJ/mol
(D). 4525 kJ/mol

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