Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2020 (2s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

1. En el mercado existen una “bolsas térmicas” que consisten en una disolución sobresaturada de acetato sódico, sustancia que cristaliza al pulsar un botón metálico, liberándose mucho calor. A propósito cabe decir que…

(A). el fenómeno es un cambio físico.
(B). el acetato se descompone en sus elementos.
(C). se trata de un buen ejemplo de un cambio endotérmico.
(D). se produce una reacción química entre el acetato y el metal. 

---

2. De las siguientes cantidades, solo una corresponde a un mol de la especie en cuestión:

(A). El número de átomos de O que hay en 24,5 g de H₂SO₄ (pesos atómicos: O = 16; S = 32; H = 1)
(B). 602,2 trillones de átomos de Fe
(C). 22400 mL de butano a 25 ^oC y p = 1 atm (suponiéndolo gas ideal)
(D). 16 g de oxígeno gaseoso (peso atómico del oxígeno: 16)

---

3. ¿Cuál de las siguientes cantidades de gases ejerce más presión si están encerrados en recipientes de volúmenes iguales y a las mismas temperaturas? (Pesos atómicos: H: 1; C: 12; N: 14; O: 16; Ne: 20). 

(A). 25 g de neón
(B). 48 g de ozono
(C). 28 g de nitrógeno
(D). 16 g de metano

---

4. Si u₁ y u₂ son, respectivamente, las velocidades de efusión de los gases 1 y 2; d₁ y d₂ son sus densidades, y M₁ y M₂ sus pesos moleculares, ¿cuál de las siguientes fórmulas expresa matemáticamente la ley de Graham?

---

5. Según predice el modelo atómico de Bohr, la energía electrónica de un átomo hidrogenoide viene dada por E = –½ Ze²/r, siendo Z el número atómico, e la carga del electrón y r = (n²h²)/(4π²mZe²), donde n es el número cuántico principal, m es la masa del electrón y h la constante de Planck. De acuerdo con esa información, ¿cuál de las siguientes expresiones proporcionaría el valor de la energía electrónica de un átomo de Be³⁺ en su estado fundamental?

(A). E = –2 π² m e⁴ h^–2
(B). E = –e² / r
(C). E = –32 π²m e⁴ h^–2
(D). E = – 2592 π² m h^–2

---

6. En el hidrógeno, los siguientes pares de orbitales que se indican por los correspondientes tríos de número cuánticos (n, l, m) tienen la misma forma espacial:

(A). (3, 2, 0) y (4, 2, 0)
(B). (2, 1, -1) y (3, 0, -1)
(C). (3, 2, -1) y (3, 1, 1)
(D). (2, 1, 0) y (3, 2, 1)

---

7. Cuando se resuelve la función de onda para los valores n = 3 y l = 3, ¿cuántas soluciones resultan?

(A). 9
(B). 7
(C). 3
(D). 0

---

8. El siguiente gráfico es una adaptación de uno que publicó Lothar Meyer en 1870. En él se representa la variación de la propiedad periódica X con el número atómico. ¿Cuál es esa propiedad periódica?

(A). El potencial de ionización
(B). La afinidad electrónica
(C). La electronegatividad
(D). El volumen atómico

---

9. Cierto elemento contiene en su configuración electrónica el término 7s² pero no tiene electrones en orbitales 7p. De él cabe asegurar que…

(A). solo puede ser alcalinotérreo.
(B). solo puede ser alcalinotérreo o elemento de la cuarta serie de transición.
(C). solo puede ser alcalinotérreo, elemento de la cuarta serie de transición o actínido.
(D). solo puede ser carbonoideo.

---

10. La aproximación de dos iones de carga opuesta desde el infinito para formar una molécula iónica en estado gaseoso es un proceso…

(A). completamente imposible.
(B). termodinámicamente exotérmico.
(C). que requiere la aportación de energía (llamada reticular).
(D). que se realiza sin cambio de entalpía.

---

11. La constante de Madelung es un factor que se utiliza para calcular teóricamente…

(A). la valencia iónica teórica.
(B). el valor de la fuerza de Van der Waals.
(C). el tipo de red cristalina.
(D). la energía reticular.

---

12. De las siguientes, ¿cuál es la estructura de Lewis más razonable para una especie molecular consistente en un átomo central de fósforo rodeado de 4 átomos de cloro? (Cada raya representa dos electrones).

---

13. El momento dipolar total de una molécula poliatómica es…

(A). el producto de la carga de la molécula por su diámetro.
(B). la suma de los momentos dipolares de todos sus enlaces.
(C). la media de los momentos dipolares de los átomos.
(D). siempre nulo (por compensación de momentos dipolares individuales).

---

14. Considérense el oxígeno molecular, el peróxido de hidrógeno y el ozono. ¿En alguna de estas moléculas el orden de enlace entre átomos de oxígeno se puede considerar igual a 1,5?

(A). Sí, en el oxígeno molecular.
(B). Sí, en el peróxido de hidrógeno.
(C). Sí, en el ozono.
(D). No, en ninguno.

---

15. Cuando se forma la molécula de dicloruro de berilio, ¿es esperable que se produzca alguna hibridación en los orbitales del berilio?

(A). No
(B). Si, sp.
(C). Si, sp².
(D). Si, sp³.

---

16. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones respecto a las moléculas BF₃ y NF₃ es cierta?

A) Ambas son apolares.
B) Los núcleos de la molécula BF₃ quedan en un plano; los de NF₃ quedan en los vértices de una pirámide de base triangular.
C) La hibridación del B y del N es sp³.
D) En ambas se cumple rigurosamente la regla del octeto de Lewis.

---

17. Considérese la siguiente tabla. ¿Qué podrían significar las columnas X e Y?

	X	Y
C–O	142	0,581
C=O	121	1,21
C–C	153	0,581
C=C	134	1,02
C≡C	120	1,35
N–N	145	0,266
N=N	118	0,698
N≡N	113	1,58

(A). X es el orden de enlace; Y es la longitud de enlace.
(B). X es la longitud de enlace; Y es la energía de enlace.
(C). X es la energía de enlace; Y es el orden de enlace.
(D). X es la energía de enlace; Y es el momento dipolar del enlace.

---

18. 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^–.

---

19. ¿Qué tipo de fuerzas justifican que en la serie F₂, Cl₂, Br₂, I₂ el punto de fusión aumente con la masa molecular?

(A). De orientación
(B). Iónicas
(C). De dispersión
(D). Covalentes

---

20. El tipo de enlace dominante que se producirá entre las parejas de elementos P y Ca; N y O; Fe y Ni; F y Br; y Mg y I es, respectivamente:

(A). iónico, covalente, covalente, covalente, iónico
(B). covalente, covalente, covalente, covalente, iónico
(C). iónico, covalente, metálico, covalente, iónico
(D). iónico, covalente, metálico, iónico, iónico

---

21. En general, la cohesión en los sólidos covalentes, iónicos y moleculares sigue este orden de fortaleza:

(A). covalentes > iónicos > moleculares
(B). iónicos > moleculares > covalentes
(C). moleculares > covalentes > iónicos
(D). iónicos > covalentes > moleculares

---

Problema 1

22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). El amoniaco puede producirse calentando cloruro amónico con hidróxido de calcio, obteniéndose, además agua y…

(A). óxido nítrico.
(B). ácido clorhídrico.
(C). cloruro de calcio.
(D). peróxido de hidrógeno.

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). Si se dispone de hidróxido de calcio en exceso, ¿cuánto cloruro amónico se necesitaría aproximadamente para producir 0,794 g de amoniaco si el rendimiento de la conversión es del 83,3%? (Pesos atómicos: H: 1; N: 14; O: 16; Cl: 35,5; Ca: 40).

(A). Unos 0,66 g
(B). Unos 0,95 g
(C). Unos 2,1 g
(D). Unos 3 g

24. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). Calcular el volumen aproximado que ocuparán los gases de la reacción que se está considerando si esta se lleva a cabo a 200 ^oC y p = 1 atm. (Considerar comportamiento ideal).

(A). Unos 0,76 L
(B). Unos 1,53 L
(C). Unos 1,81 L
(D). Unos 3,62 L

---

Problema 2

25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Disponemos de una masa m de gas hidrógeno, H₂ o (¹₁H)₂, y de la misma masa de la especie isotópica de deuterio, D₂ o (²₁H)₂, contenidas en sendos recipientes cerrados del mismo volumen. La temperatura absoluta que se mide en el recipiente de H₂ es el doble de la del D₂. ¿Qué relación aproximada existirá entre las presiones ejercidas por ambos gases? (Considerar que tienen comportamiento ideal).

(A). p_H₂ ≈ 4 p_D₂
(B). p_H₂ ≈ 2 p_D₂
(C). p_H₂ ≈ ½ p_D₂
(D). p_H₂ ≈ ¼ p_D₂

26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). ¿Qué se podría hacer para igualar las presiones?

(A). Igualar las temperaturas.
(B). Extraer D₂ del recipiente que lo contiene.
(C). Cuadruplicar el volumen del recipiente de H₂.
(D). Bajar la temperatura en el recipiente de D₂.

27. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). ¿Cuál es, aproximadamente, la relación de velocidades de difusión entre el hidrógeno y el deuterio, u_H₂ /u_D₂, a 0 ^oC y 1 atm? (Suponer que ambos gases se comportan idealmente).

(A). 1
(B). 1,41
(C). 2
(D). 4

---

Problema 3

28. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Para que un fotón pueda arrancar un electrón a una superficie de cesio, su longitud de onda ha de ser, como máximo, de 6600 Å. ¿Cuál es la “energía de atadura” del cesio? (1 Å = 10^–10 m; velocidad de la luz: c = 3·10⁸ m/s; constante de Planck: 6,63·10^–34 J·s).

(A). Aprox. 4,3·10^–40 J
(B). 198 J
(C). Aprox. 10^–27 J
(D). Ninguna de las otras respuestas es correcta.

29. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). ¿Qué energía cinética máxima tendrían los fotoelectrones arrancados si se iluminara la superficie de cesio con luz de 5000 Å?

(A). Aprox. 9,7·10^–20 J
(B). Aprox. 3·10^–19 J
(C). 29,5 J
(D). Ninguna de las otras respuestas es correcta.

30. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). La velocidad máxima con que salen los fotoelectrones del metal cuando este se ilumina con luz de 5000 Å es 4,62·10⁵ m/s. ¿Cuál es la masa de un electrón?

(A). 6,63·10^–34 kg
(B). 1,6·10^–19 kg
(C). 9,1·10^–31 kg
(D). 1,38·10^–23 kg

---