Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2018 (2s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

1. Se han hecho 4 experimentos en los que se ha comprobado que dos elementos A y E reaccionan entre sí para dar el correspondiente producto químico en las siguientes proporciones de masa:

Exp.	A / gr	E / gr	Producto / gr
1	1,00	0,48	1,48
2	1,00	0,24	1,24
3	1,50	0,72	2,22
4	5,00	0,80	5,80

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

(A). Los datos de los experimentos 1 y 3 justifican la ley de las proporciones definidas o de Proust.
(B). Los experimentos 1, 2 y 4 justifican la ley de las proporciones múltiples, o de Dalton.
(C). En los experimentos 2 y 3 se obtiene el mismo compuesto.
(D). En los cuatro experimentos se cumple la ley de Lavoisier.

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2. Las espinelas son un tipo de minerales. El más representativo es el llamado en nomenclatura clásica aluminato de magnesio. Teniendo en cuenta los estados de oxidación o valencias iónicas más habituales del Al, el O y el Mg, ¿cuál de las siguientes cree que sería su fórmula?

(A). MgAlO₃
(B). MgAl₂O₄
(C). Mg₂AlO₃
(D). MgAl₂O₃

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3. La ecuación de Van der Waals para los gases reales introduce correcciones en…

(A). p y V.
(B). V y R.
(C). R y T.
(D). T y p.

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4. Un recipiente contiene 16 L de oxígeno a la temperatura de –180 ^oC y presión atmosférica. ¿Se podría emplear algún método para bajar su temperatura hasta –280 ^oC?

(A). Aumentar el volumen hasta infinito (es decir, dejar que se expandan las moléculas de oxígeno por todo el Universo).
(B). Disminuir la presión del gas todo lo que sea necesario, sin alterar el volumen.
(C). Colocar el recipiente en un ultracongelador de muestras biológicas.
(D). No.

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5. Se llama átomo hidrogenoide a todo aquel formado por un núcleo y un solo electrón. ¿Cuál de los siguientes no es hidrogenoide?

(A). He²⁺
(B). Li²⁺
(C). Be³⁺
(D). C⁵⁺

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6. ¿Cuántos electrones puede contener como máximo la capa electrónica n = 4?

(A). 32
(B). 8
(C). 4
(D). 1

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7. Sean las siguientes configuraciones electrónicas de los átomos neutros X e Y: X: 1s² 2s² 2p⁶;  Y: 1s² 2s² 2p⁵ 3s¹. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

(A). Y es un átomo del tercer periodo.
(B). Ambos átomos corresponden al mismo elemento químico.
(C). El átomo Y es del elemento químico K.
(D). Arrancar un electrón a Y requiere más energía que arrancarlo a X.

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8. En el átomo de circonio, ¿qué orbital de los siguientes se “llena” antes según el principio de Aufbau: 3d, 4s, 4p, 4d?

(A). El 3d
(B). El 4s
(C). El 4p
(D). El 4d

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9. ¿Cuál de los siguientes símbolos de elementos químicos no existe?

(A). Ra
(B). Re
(C). Ro
(D). Ru

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10. Considérense los siguientes iones isoelectrónicos: Al³⁺, O^2–, Mg²⁺, F^–, Na⁺ y N^3–. ¿Cuál es el orden correcto creciente de tamaños? (Los números atómicos de estos elementos son N:7; O: 8; F:9; Na: 11; Mg:12; Al: 13).

(A). Na⁺ < F^– < Mg²⁺ < O^2– < Al³⁺ < N^3–
(B). Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺ < F^– < O^2– < N^3–
(C). Al³⁺ < Mg²⁺ < Na⁺ < F^– < O^2– < N^3–
(D). N^3– < O^2– < F^– < Na⁺ < Mg²⁺ < Al³⁺

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11. ¿Cuál de las siguientes ecuaciones termoquímicas es la que hay que plantear para medir la energía de red de un mol de retículo cristalino de CaO(s)?

(A). Ca(s) + ½ O₂(g) ⟶ CaO(s)    ΔH^o < 0
(B). Ca(s) + ½ O₂(g) ⟶ CaO(s)    ΔH^o > 0
(C). Ca²⁺(g) + O^2–(g) ⟶ CaO(s)    ΔH^o < 0
(D). Ca(g) + ½ O₂(g) ⟶ CaO(s)    ΔH^o > 0

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12. En el amoniaco, el número de enlaces que el átomo central forma con los demás átomos y el número de pares de electrones que tiene alrededor es, respectivamente…

(A). 3 y 3
(B). 4 y 3
(C). 3 y 4
(D). 4 y 4

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13. ¿Por qué la molécula de agua es polar y la del dióxido de carbono no, siendo ambas del tipo AE₂? (Llamamos A y E a dos elementos químicos genéricos).

(A). Porque en el H₂O el O es el átomo central y en el CO₂ los O son periféricos.
(B). Porque la diferencia de electronegatividad entre H y O es alta, pero entre C y O es muy baja, dada su proximidad en la tabla periódica.
(C). Porque el H₂O es líquida y el CO₂ es gaseoso.
(D). Es una consecuencia de la distribución espacial de los electrones alrededor de los átomos centrales.

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14. ¿Cuál de las siguientes proposiciones es correcta?

(A). Dados dos átomos que se encuentran en el eje X, puede formarse entre ellos un orbital molecular π por combinación de un orbital p_x de uno de los átomos con el orbital p_x del  otro.
(B). Un enlace triple está compuesto, habitualmente, de dos enlaces σ y uno π.
(C). La energía de un enlace covalente es, en general, mayor cuanto mayor sea la superposición de los orbitales atómicos que dan lugar al enlace.
(D). Según prevé la teoría de orbitales moleculares, la energía de un enlace doble O=O es justamente el doble que la energía del enlace simple O−O.

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15. Un átomo de N se puede unir a otro mediante un triple enlace (N≡N). Eso significa…

(A). que la longitud del enlace es la tercera parte de la longitud típica de un enlace simple N–N.
(B). que, según la teoría de orbitales moleculares, el número de orbitales enlazantes completos supera en 3 al de antienlazantes completos.
(C). que la energía de sus orbitales moleculares enlazantes es el triple de la energía de los antienlazantes.
(D). que la molécula tiene el triple de electrones en orbitales enlazantes que en antienlazantes.

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16. La geometría de una molécula compuesta por un átomo central que no tiene ningún par de electrones sin compartir y que está unido mediante cinco enlaces a otros tantos átomos periféricos es:

(A). Tetraédrica
(B). Plano-cuadrada
(C). Bipiramidal trigonal
(D). Octaédrica

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17. La predicción de Lewis para la molécula N₂O se indica mediante las siguientes estructuras canónicas en resonancia:

¿Cuáles serían los órdenes de enlace entre nitrógenos (N/N) y entre el nitrógeno y el oxígeno (N/O) en la molécula de N₂O?

(A). N/N: 2; N/O: 2
(B). N/N: 2,5; N/O: 1,5
(C). N/N: 3; N/O: 1
(D). Dado un conjunto de moléculas, en la mitad de ellas el orden del enlace N/N será 2 y el de N/O, 2; en la otra mitad, los órdenes serán 3 y 1, respectivamente. Ambos tipos estarán en equilibrio químico.

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18. ¿Cómo cree que variará el punto de fusión en la serie NH₃, PH₃, AsH₃, SbH₃?

(A). Será mayor en el NH₃ y disminuirá a medida que se baje en la serie.
(B). Será mayor en el SbH₃ y disminuirá a medida que se suba en la serie.
(C). Será mayor en los dos compuestos centrales de la serie (PH₃ y AsH₃) y menor en los extremos.
(D). No se puede optar sin ninguna duda por alguna de las otras respuestas porque habría que tener en cuenta tanto la posibilidad de formación de enlaces de H como las fuerzas de Van der Waals.

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19. El tetracloruro de carbono es una sustancia líquida a temperatura y presión ambientes. Si se quiere evaporar, ¿qué fuerzas intermoleculares de las siguientes habría que vencer: 1: de dispersión; 2: de orientación; 3. de enlaces de hidrógeno; 4: fuerzas ion-dipolo?

(A). Solo las del tipo 1
(B). Las de los tipos 1 y 2
(C). Las de los tipos 1, 2 y 3
(D). Todas ellas

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20. ¿Cuál de las siguientes sustancias químicas es más insoluble en agua?

(A). CH₄
(B). CsF
(C). LiOH
(D). CH₃–CH₂OH

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21. Ordenar las siguientes especies de mayor a menor basicidad: KOH, Ca(OH)₂, Ga(OH)₃ y HBrO. 

(A). HBrO > KOH > Ga(OH)₃ > Ca(OH)₂
(B). KOH > Ca(OH)₂ > Ga(OH)₃ > HBrO
(C). Ga(OH)₃ > Ca(OH)₂ > HBrO > KOH
(D). Ca(OH)₂ > Ga(OH)₃ > KOH > HBrO

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22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). (En los tres apartados de este problema, si es necesario tratar con gases, considérense ideales). Se dispone de una muestra 50,0 mL de un compuesto líquido a temperatura y presión ambientes que contiene solo carbono e hidrógeno y cuya densidad a 25º C y presión atmosférica es 0,641 g/mL. El compuesto se somete a cierto tratamiento químico que libera todo el hidrógeno que contiene en forma de gas hidrógeno. A 25 ºC y 1 atm, el hidrógeno obtenido ocupa un volumen de 55,9 L. ¿Qué masa de carbono tiene la muestra? (Pesos atómicos: C: 12,01; H: 1,01).

(A). Se obtiene un valor comprendido entre 25 y 30 g
(B). Se obtiene un valor comprendido entre 20 y 24,99 g
(C). Se obtiene un valor comprendido entre 15 y 19,99 g
(D). Se obtiene un valor comprendido entre 10 y 14,99 g

23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). ¿Cuál es la fórmula empírica de este compuesto?

(A). CH₂
(B). CH
(C). C₁₃H₁₂
(D). C₆H

24. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). Se introducen 10,0 g del compuesto anterior en un recipiente rígido de 5,0 L y se calienta a 40 ^oC para que se vaporice. Se mide la presión dentro del recipiente, que resulta ser de 556 mmHg. ¿Cuál de los siguientes puede ser el compuesto?

(A). Un alqueno (hidrocarburo con un doble enlace)
(B). Hexano
(C). Benceno
(D). Propenil-naftaleno:

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25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS) El elemento químico cloro, cuyo número atómico es 17, está formado por dos isótopos estables naturales. Uno de ellos contiene 18 neutrones; el otro, 20. Por otro lado, el peso molecular del cloro gaseoso es ≅70,9. ¿Cuál es la abundancia relativa aproximada de cada isótopo? (Indicación: tomar como masa atómica aproximada de cada isótopo su número de masa).

(A). 47 y 53 %
(B). 50 % cada uno
(C). 77,5 y 22,5 %
(D). Falta un dato

26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) Si en un recipiente que contiene gas cloro atrapásemos una sola molécula al azar, lo más probable es que su masa aproximada fuera de:

(A). 35
(B). 37
(C). 70
(D). 72

27. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). Supóngase que disponemos de 0,77 moles de moléculas de cloro y que las disociamos en sus átomos. Posteriormente procedemos de tal modo que separamos los átomos de cloro correspondientes a cada isótopo, almacenándolos en sendos recipientes. ¿Qué masa aproximada de cada isótopo tendremos en cada recipiente?

(A). 42,3 y 12,3 gramos
(B). 21,1 y 6,2 gramos
(C). 26,95 y 28,49 gramos
(D). Ninguna de las anteriores soluciones es correcta.

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28. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS) Para la molécula SO₂ se ha propuesto este sistema de resonancia basado en el modelo de Lewis:

¿Cuánto valdría, aproximadamente, el ángulo O-S-O en la molécula SO₂?

(A). 72º
(B). 90º
(C). 120º
(D). 180º

29. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS) Se puede considerar en primera aproximación que el vector momento dipolar de la molécula SO₂, μ_SO2, es la resultante de los denominados momentos dipolares de enlace, μ_SO. El origen de estos momentos dipolares de enlace es el átomo S; sus direcciones respectivas, las líneas que unen a S con uno y otro O; y sus sentidos, de S a O. Por otro lado, el valor del momento dipolar total de la molécula, medido experimentalmente, es μ_SO2 = 1,61 D. ¿Cuánto valdrían los momentos dipolares de enlace, μ_SO?

(A). 1,57 D
(B). 1,61 D
(C). 1,65 D
(D). 1,69 D

30. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS) Se podría considerar que los enlaces S=O de esta molécula son completamente iónicos si se transfieren cuatro electrones desde el S a los dos O, es decir, dos electrones del S a uno de los O y otros dos electrones del S a otro de los O. Sabiendo que la distancia de enlace S=O medida experimentalmente es de 143,1 pm y admitiendo la mencionada transferencia completa de dos electrones a cada O, calcular cuál sería el momento dipolar teórico asociado a los enlaces iónicos puros S²⁺–O^2– para esa distancia, y a partir de ese valor, estimar el porcentaje de carácter iónico de los enlaces S=O. (Datos: 1 D = 3,34·10⁻³⁰ C m; carga del electrón: 1,6·10^–19 C).

(A). Aprox. 12 %
(B). Aprox. 24 %
(C). Aprox. 36 %
(D). Aprox. 48 %