Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2019 (1s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

1. En química, el símbolo “R” corresponde a distintos términos o conceptos. En ese sentido, una de las siguientes afirmaciones no es cierta.

(A). Así es llamada la constante universal de los gases.
(B). Es la abreviatura de un elemento químico.
(C). Es la constante de Rydberg.
(D). Se usa para distinguir entre isómeros ópticos (R, S). 

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2. El peso atómico del C es aproximadamente 12 y el peso molecular del H₂O es aproximadamente 18. Si a la masa del ¹²C se le diera por convenio el valor de 1 unidad de masa atómica, ¿qué peso molecular aproximado tendría el H₂O?

(A). 0,667
(B). 1,5
(C). 216
(D). El mismo (18), pues la masa de un átomo es la que tiene; no cambia porque se cambie un sistema de referencia.

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3. El peso atómico del H es aproximadamente 1. ¿Cuál de las siguientes cantidades contiene más átomos de gas hidrógeno?

(A). 7 gramos de gas H₂
(B). 112 L de gas hidrógeno en condiciones normales
(C). 6 moles de átomos de hidrógeno
(D). Tres veces la constante de Avogadro de moléculas de hidrógeno.

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4. ¿Cuál de las siguientes fórmulas es una expresión matemática de la ley de Boyle- Mariotte para gases ideales? (V es el volumen, p es la presión, n es el número de moles de átomos o de moléculas de gas y k es una constante de proporcionalidad; los subíndices 1 y 2 se refieren a sendos gases).

(A). pV = nRT
(B). V = kT
(C). V = kn
(D). V₁/V₂ = p₂/p₁

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5. En química nuclear se denominan núcleos espejo a aquellos que tienen igual número de masa (es decir, son isóbaros) y cumplen que el número de neutrones de uno de ellos es igual al número de protones del otro, y viceversa. De las siguientes parejas de núcleos, ¿cuáles no son espejo entre sí?

(A). ³H y ³He
(B). ¹⁰Be y ¹⁰B
(C). ¹⁴C y ¹⁴O
(D). ¹⁵N y ¹⁵O

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6. ¿Cuántos orbitales pueden existir dentro del nivel n = 4?

(A). 4
(B). 8
(C). 16
(D). 32

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7. Solo una de las siguientes afirmaciones sobre la energía de los orbitales es correcta:

(A). En el átomo de hidrógeno, el orbital 2s tiene doble energía que el 1s.
(B). En cualquier átomo que no sea el de hidrógeno, el orbital 4d es más energético que el 4f.
(C). En cualquier átomo alcalino, para un valor determinado del número cuántico principal, los tres orbitales p tienen la misma energía.
(D). En los gases nobles, la energía de los orbitales solo depende del valor del número cuántico principal.

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8. Se ha determinado por métodos espectroscópicos que la configuración electrónica de cierto elemento químico en su estado fundamental es [Ar] 4s¹ 3d¹⁰. ¿Cuál es el elemento?

(A). Se trata de un gas noble
(B). Ni
(C). Cu
(D). Zn

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9. Predecir cuál podría ser la ordenación correcta de los siguientes elementos de menor a mayor electronegatividad: hierro, lantano, oxígeno y fósforo.

(A). La < Fe < P < O
(B). Fe < P < O < La
(C). P < La < Fe < O
(D). Fe < La < O < P

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10. Considérese la siguiente tabla, que recoge los valores de la energía reticular para los haluros alcalinos expresada en kJ/mol (por ejemplo, la energía reticular del LiF es 1036 kJ/mol):

¿Qué afirmación de las siguientes es cierta?

(A). La energía reticular de cualquier cloruro alcalino es mayor que la de cualquier bromuro alcalino.
(B). La razón de que el yoduro de cesio tenga tan baja energía reticular es que sus iones son muy pequeños.
(C). Según los datos de la tabla, el tamaño del anión influye en la energía reticular, pero el del catión no tiene mucha influencia en general.
(D). La energía reticular tiende a ser mayor cuanto menores son los radios iónicos.

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11. ¿Cuál de estos átomos y aniones tiene mayor radio: S, O, S^2-, O^2-?

(A). S
(B). O
(C). O^2-
(D). S^2-

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12. Una de las siguientes estructuras basadas en el modelo del octeto de Lewis es incorrecta:

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13. Esta pregunta se refiere tanto a las moléculas en las que distribución de regiones de elevada densidad electrónica alrededor del átomo central es perfectamente tetraédrica como a aquellas en que la distribución es aproximadamente tetraédrica. ¿Son polares dichas moléculas?

(A). Si, todas sin excepción.
(B). No, ninguna.
(C). Solo las tetraédricas en las que los átomos que rodean al central no son todos del mismo elemento químico.
(D). Sí, son polares en mayor o menor grado, con la excepción de aquellas que tienen estequiometría AE₄ (A es el átomo central y E los átomos que lo rodean), que son completamente apolares.

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14. Se ha propuesto que la molécula de SO₃ tiene estas tres estructuras de Lewis posibles, en resonancia:

Suponiendo que las tres estructuras canónicas tengan igual contribución, ¿qué orden cabría asignar al enlace S–O?

(A). 1,33
(B). 1,5
(C). 2
(D). 4

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15. ¿Cuál de las siguientes aseveraciones relacionadas con la Teoría de Orbitales Moleculares es correcta?:

(A). En una molécula, todos los orbitales antienlazantes tienen más energía que cualquier orbital enlazante.
(B). En los orbitales antienlazantes degenerados no se cumple la regla de Hund.
(C). En general, los electrones de las capas internas no participan en el enlace.
(D). La teoría demuestra que tanto el O₂ como el N₂ son paramagnéticos

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16. Sobre la molécula PBr₅ puede decirse que…

(A). El P forma orbitales híbridos sp³d y la molécula tiene forma de bipirámide trigonal.
(B). El Br forma híbridos sp³d y la molécula es pentagonal.
(C). La molécula tiene forma de pirámide pentagonal, con orbitales híbridos spd³.
(D). La molécula es pentagonal, formando el átomo central híbridos sp³.

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17. ¿Qué orbitales emplean los átomos de C del eteno para formar sus enlaces?

(A). En los enlaces entre los dos C, híbridos sp; en los enlaces entre los C y los H, híbridos sp².
(B). Híbridos sp² en todos los enlaces C–H y uno de los enlaces C–C más un orbital p en el otro enlace C–C.
(C). En los dos enlaces entre los dos C, sp²; en los enlaces entre los C y los H, sp³.
(D). Híbridos sp³ en todos los enlaces.

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18. Se dan a continuación varias fórmulas de posibles complejos de hierro con el ligando cianuro para que se diga cuál es la única que puede ser correcta (los números romanos indican el estado de oxidación positivo del hierro):    

(A). K[Fe^II₂(CN)₆]
(B). K₂[Fe^IIIFe^II(CN)₆]
(C). Fe^III[Fe^IIIFe^II(CN)₆]₃
(D). [Fe^IIIFe^II(CN)₆]^2–

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19. Considérense las estructuras geométricas de los siguientes isómeros del nitrofenol (orto, meta y para), todos ellos capaces de formar enlaces de hidrógeno:

¿Sería razonable predecir que uno de los isómeros debe tener un punto de fusión significativamente más bajo que los otros? Si es así, dígase cuál.

(A). El orto
(B). El meta
(C). El para
(D). Los tres deberían tener prácticamente el mismo valor del punto de fusión.

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20. ¿Cuál de las siguientes sustancias tiene punto de fusión más alto?

(A). CO₂
(B). SiO₂
(C). SO₂
(D). Hg

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21. Teniendo en cuenta las reglas de Fajans, indicar cuál de las siguientes ordenaciones de menor a mayor punto de fusión es correcta:

(A). CaBr₂ < CaCl₂ < CaF₂
(B). LiF < LiCl < LiBr < LiI
(C). BaCl₂ < SrCl₂ < CaCl₂ < MgCl₂ < BeCl₂
(D). AlCl₃ > MgCl₂ > NaCl

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22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS) Un elemento X forma tres óxidos que llamaremos “A”, “B” y “C” y que contienen, respectivamente, el 77,4, el 69,6 y el 72,0% del elemento X. Si el óxido A tiene por fórmula empírica XO, ¿cuál es elemento X? (Pesos atómicos: O: 15,999; Cr: 51,996; Mn: 54,938; Fe: 55,847, Ni: 58,690).

(A). Cr
(B). Mn
(C). Fe
(D). Ni

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) El número de moles del elemento X que se podría obtener de 728 g del óxido B es un valor comprendido entre…

(A). 8,600 y 8,700
(B). 9,000 y 9,100
(C). 9,200 y 9,300
(D). 9,700 y 9,800

24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS) ¿Cuál es la fórmula empírica del óxido que hemos llamado “C”?

(A). X₂O
(B). XO
(C). X₂O₃
(D). X₃O₄

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25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS) Considerando al ozono un gas ideal, ¿qué volumen ocuparán 48 g de ozono a presión atmosférica y temperatura de 0 grados centígrados? (Peso atómico del oxígeno: 16).

(A). 22,4 L
(B). 33,6 L
(C). 67,2 L
(D). La respuesta es muy diferente a las dadas.

26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) Si por algún procedimiento se consiguiera atomizar completamente las moléculas de ozono, ¿qué volumen ocuparía el producto de la reacción de atomización? (Considerar que dicho producto se comporta como un gas ideal).

(A). 22,4 L
(B). 33,6 L
(C). 67,2 L
(D). La respuesta es muy diferente a las dadas.

27. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS) El ozono gaseoso es capaz de oxidar al cobre metálico para producir óxido de Cu(II) y oxígeno. Supongamos que encerramos 48 g de ozono en un reactor que dispone de un émbolo móvil con el objetivo de que su volumen varíe libremente y se mantenga en su interior la presión atmosférica (p = 1 atm). Además, el reactor estará termostatizado, de manera que la temperatura en su interior se mantendrá constante e igual a 0 ^oC. Añadimos al reactor cobre metálico en la cantidad estequiométrica exacta para reaccionar con todo el ozono (supongamos que la conversión del ozono será del 100%). ¿Qué volumen ocupará el producto gaseoso de la reacción? (Considerar que los gases implicados son ideales).

(A). 22,4 L
(B). 33,6 L
(C). 67,2 L
(D). La respuesta es muy diferente a las dadas.

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28. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS) La constante de Rydberg, expresada en cm^-1, vale aproximadamente R = 1,097·10⁵ cm^-1. Sabiendo que la constante de Planck vale 6,626·10^-34 J s y que la velocidad de la luz es 3·10⁸ m/s, expresar la constante de Rydberg en julios.

(A). Aprox. 2,18·10^-24 J
(B). Aprox. 2,18·10^-22 J
(C). Aprox. 2,18·10^-20 J
(D). Aprox. 2,18·10^-18 J

29. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) Calcular la longitud de onda de la radiación emitida cuando, en un átomo de hidrógeno, el electrón cae desde la órbita de número cuántico principal 100 a la órbita de número cuántico principal 99 (la ecuación de Rydberg es:
ν = Rc [(1/n₁²) – (1/n₂²)]).

(A). Aprox. 0,0018 cm
(B). Aprox. 0,09 cm
(C). Aprox. 0,22 cm
(D). Aprox. 4,49 cm

30. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS) ¿Cuánta energía sería necesaria para ionizar un átomo de hidrógeno que se encuentra en el estado electrónico correspondiente a n = 100?

(A). 100 veces la energía que sería necesaria si estuviera en el estado n = 1
(B). La centésima parte de la energía que sería necesaria si estuviera en el estado n = 1
(C). Prácticamente infinita
(D). Aprox. 2,18·10^-22 J

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