Examen de Principios de Química y Estructura – Septiembre 2017

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

1. ¿Cuál de los siguientes científicos consideraba que la fórmula de la molécula de agua era HO?

(A). James Chadwick
(B). John Dalton
(C). Amedeo Avogadro
(D). Joseph John Thomson  

---

2. Si pudiéramos sintetizar 1 mol del gas óxido de nitrógeno(I) a partir de sus elementos en condiciones normales de p y T, necesitaríamos combinar (suponiendo comportamiento ideal de todos los gases implicados)…

(A). 22,4 L de oxígeno y 11,2 L de nitrógeno.
(B). 22,4 L de oxígeno y el mismo volumen de nitrógeno.
(C). Una masa de gas oxígeno igual al peso atómico de este elemento expresado en gramos y una masa de gas nitrógeno igual a su peso molecular expresado en gramos.
(D). 1 mol de nitrógeno y 1 mol de oxígeno.

---

3. ¿Cuál de las siguientes cantidades contiene el mismo número de moles de átomos que 48 g de ozono? (Pesos atómicos: O: 16; S: 32; H: 1).

(A). 82 g de trioxosulfato (IV) de hidrógeno
(B). 48 g de oxígeno molecular
(C). 128 g de óxido de azufre (IV)
(D). 34 g de peróxido de hidrógeno

---

4. La densidad relativa de un gas ideal A respecto a un gas ideal B en las mismas condiciones de presión y temperatura (ρ_A/ρ_B) es igual al cociente de sus…

(A). volúmenes molares.
(B). pesos moleculares.
(C). números de masa.
(D). números atómicos.

---

5. ¿Para cuál de las siguientes sustancias, a p = 1 atm y T =  298 K y suponiendo comportamiento ideal, no es aplicable la expresión pV = nRT?

(A). Ar
(B). N₂
(C). H₂O
(D). H₃C-CH₂-CH₂-CH₃

---

6. El espectrógrafo de masas…

(A). permite conocer abundancias relativas de isótopos.
(B). fue el instrumento que permitió descubrir el electrón.
(C). reveló la existencia de los rayos canales.
(D). es el instrumento en el que se realizaron los experimentos para medir la constante de Rydberg.

---

7. De las siguientes, ¿cuál sería la forma más correcta de escribir la configuración electrónica del carbono? (Las aspas, ×, son signos de multiplicar). 

(A). 1s², 2s², 2p²
(B). (1s)² × (2s)² × (2p)²
(C). 1s² + 2s² + 2p²
(D). 1s² + 2s² – 2p²

---

8. Se han medido las 10 primeras energías de ionización (potenciales de ionización) de un elemento y se han representado sus valores en el siguiente gráfico (el eje X indica si se trata de la primera, segunda, tercera… energías de ionización). ¿A qué elemento de los que se mencionan pueden corresponder los datos representados?

(A). N
(B). Ne
(C). Al
(D). Cl

---

9. De los siguientes pares de elementos, ¿cuáles tienen tanto orbitales d como orbitales f en sus estados fundamentales?

(A). Zr y Hf
(B). Cs y Fr
(C). Cd y Th
(D). Ce y Pb

---

10. De existir, ¿cuál de los siguientes compuestos iónicos sería más inestable?

(A). Cloruro de hierro (III)
(B). Fluoruro de talio (II)
(C). Yoduro de cesio
(D). Bromuro de estroncio

---

11. Uno de los siguientes elementos no presenta habitualmente el estado de oxidación 3+:

(A). La
(B). Ni
(C). Cu
(D). Al

---

12. ¿En cuál de las siguientes moléculas es mayor el ángulo de enlace?

(A). NH₃
(B). CO₂
(C). H₂O
(D). CH₄

---

13. El difluoruro de xenón tiene momento dipolar nulo. ¿A que cabe atribuirlo?

(A). A que en esta molécula el Xe queda con 5 pares de electrones a su alrededor, lo que conduce a una distribución espacial de estos electrones en forma de bipirámide trigonal, con el Xe en el centro y los F en los vértices superior e inferior.
(B). A que el Xe tiene electronegatividad nula.
(C). A que los enlaces de dicho compuesto tienen un 100% de carácter covalente.
(D). A que el valor del momento dipolar del enlace Xe–F es cero.

---

14. En la teoría de orbitales moleculares se considera que los orbitales moleculares σ y σ* de la molécula H₂ se forman a partir de los orbitales atómicos s’ y s” de los dos átomos de H (H’, H”) de esta manera:

(A). σ = c (s’ + s”); σ* = c (s’ – s”)
(B). σ = c’ (s’ + s”); σ* = c” (s’ + s”)
(C). σ = c (s’·s”); σ* = c’ (s’·s”)
(D). σ = c (s’ + s”); σ* = – c (s’ + s”)

---

15. ¿A qué molécula corresponde la configuración electrónica KK(σ_2s)¹ ?

(A). He₂
(B). He₂⁺
(C). Li₂⁺
(D). Be₂²⁺

---

16. Teniendo en cuenta la teoría de la repulsión de los pares electrónicos externos y que en las moléculas que forman dobles enlaces lo normal es que uno de ellos sea σ y el otro π, ¿qué tipo de hibridación se daría en los orbitales de los átomos de O para formar la molécula de O₂?  

(A). sp.
(B). sp²
(C). sp³
(D) sp³d.

---

17. Normalmente, los orbitales híbridos sp³d² se dirigen hacia los vértices de…

(A). un octaedro.
(B). un hexágono.
(C). un hexaedro.
(D). una bipirámide trigonal.

---

18. La teoría del campo cristalino normalmente puede explicar…

(A). el color de los complejos y sus propiedades magnéticas.
(B). el color de los complejos, pero no sus propiedades magnéticas.
(C). el paramagnetismo de algunos complejos (debido a desapareamientos de electrones d), pero no su color (que es el propio de los ligandos)
(D). las conductividades eléctrica y térmica, pero no el color ni las propiedades magnéticas de los complejos.  

---

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

¿Podría predecirse que uno de los isómeros debe tener un punto de fusión claramente más bajo que los otros? Si es así, dígase cuál.

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

---

20. ¿En cuál de las siguientes especies químicas en estado sólido es de prever que las fuerzas intermoleculares serán menos intensas?

(A). He
(B). HCl
(C). F₂
(D). CH₄

---

21. ¿Qué tienen en común las especies Ne, I₂, CO₂ y NH₃?

(A). En las interacciones entre sus moléculas participan dipolos permanentes.
(B). Los puntos de ebullición de las cuatro son mayores que el del agua.
(C). Las presiones de vapor de estas sustancias en estado sólido son extraordinariamente bajas.
(D). Forman sólidos moleculares.

---

22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). El uranio (número atómico = 92) se presenta naturalmente en forma de 3 isótopos, siendo sus abundancias relativas 0,0055, 0,7200 y 99,2745 %. Los tres forman los correspondientes hexafluoruros de uranio con ¹⁹F, que es el único isótopo natural del F (abundancia: 100%); su masa es 18,9984 uma. Sabiendo que las masas moleculares de los tres hexafluoruros son, respectivamente, 348,0304, 349,0344 y 352,0414 uma, ¿cuántos neutrones tiene cada uno los tres isótopos de U mencionados? (Datos: la masa atómica de un protón en el núcleo es aproximadamente igual a la de un neutrón, y ambas equivalen muy aproximadamente a 1 uma. La masa de un electrón es aproximadamente la 1/2000 parte de 1 uma; el número atómico del U es 92).

(A). Los tres, 92
(B). 142, 143 y 146
(C). 329, 330 y 333
(D). 256, 257 y 260

23. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE). Supóngase que tenemos una muestra de hexafluoruro de uranio natural y que, empleando cierto procedimiento, retiramos todas las moléculas de ²³⁸U¹⁹F₆ que contiene la muestra. ¿Cuál sería el peso molecular promedio ponderado (en función de sus abundancias) de las moléculas restantes?  

(A). Prácticamente 254.
(B). 348,500.
(C). Prácticamente 235.
(D). Muy parecido al peso molecular del ²³⁵U¹⁹F₆.

24. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). Dada una sustancia gaseosa, la energía cinética media de traslación de sus moléculas es directamente proporcional, por un lado, a la temperatura absoluta, y, por otro, a la velocidad cuadrática media de las moléculas. Se sabe, además, que la velocidad media de las moléculas es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la velocidad cuadrática media. Aplicando esas definiciones, calcular cuántos grados hay que subir la temperatura de cierta masa del gas ²³⁸U¹⁹F₆ que se encuentra a la temperatura de 70 ^oC para que la velocidad media de sus moléculas se duplique.

(A). 210 ºC
(B). 343 ºC
(C). 1029 ºC
(D). O bien faltan datos para hacer el cálculo o bien se obtiene una cantidad diferente a las dichas.  

---

25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). En el experimento 1 se quema una masa m de etano (CH₃-CH₃) y en el experimento 2 se quema la misma masa de butano (CH₃-CH₂-CH₂-CH₃), en ambos casos en exceso de O₂, de modo que las combustiones son completas. Tomando como pesos atómicos del C y del H, respectiva y aproximadamente, 12 y 1, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

(A). En el experimento 2 se obtendrá el doble de masa de CO₂ que en el experimento 1.
(B). En el experimento 2 se obtendrán 5/3 del número de moles de agua que se obtienen en el experimento 1.
(C). En ambos experimentos se requiere prácticamente la misma masa de O₂ para quemar completamente ambos compuestos (la diferencia es de menos del 5%).
(D). O bien falta un dato o bien ninguna de las otras respuestas es correcta.

26. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE). En un tercer experimento se quema una mezcla de una masa m de butano (expresada en gramos) y la misma masa m de etano (también expresada en gramos) con un exceso de O₂ de modo que la combustión de los hidrocarburos sea completa. ¿Qué número de moles de CO₂ se obtendrá?

(A). 0,136m
(B). 6m
(C). 0,069m
(D). Una cantidad diferente a las anteriores

27. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). En un cuarto experimento, en un recipiente de 1000 L de capacidad, se introduce una mezcla de 80 g de butano y la misma masa de etano, pero esta vez con la cantidad exacta que se necesita de O₂ para que la combustión de ambos hidrocarburos sea completa. La presión inicial en el interior del recipiente es la atmosférica y la temperatura es la ambiente. Terminada la reacción, se ajusta la temperatura del interior del recipiente a 200 ^oC, comprobándose que en estas condiciones solo hay gases en dicho recipiente, no líquidos. ¿Qué presión ejercen, suponiendo comportamiento ideal?

(A). Aproximadamente 1 atm.
(B). Aproximadamente 3,1 atm.
(C). Aproximadamente 0,216 atm.
(D). El resultado que se obtiene es muy diferente de los anteriores.

---

28. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Cuando se forma un mol de red cristalina de CaI₂ a partir de sus elementos, a 25 ºC y 1 atm, se liberan 533 kJ; y al formarse la misma cantidad de red de BaI₂ en las mismas condiciones se liberan 69 kJ más. Siempre en las mismas condiciones, sublimar 1 mol de Ca requiere prácticamente la misma energía que sublimar 1 mol de Ba (unos 179 kJ), pero ionizar 1 mol de Ca(g) hasta Ca²⁺(g) requiere aportar 267 kJ más que los necesarios para ionizar 1 mol de Ba(s) hasta Ba²⁺(g). Con esos datos, calcular la diferencia de energía de red entre el CaI₂ y el BaI₂. (Dato: el calcio, el bario y el yodo son sólidos a 25 ºC y 1 atm).

(A). U(CaI₂) –  U(BaI₂) = –336 kJ/mol
(B). U(CaI₂) –  U(BaI₂) = +485 kJ/mol
(C). U(CaI₂) –  U(BaI₂) = –198 kJ/mol
(D). U(CaI₂) –  U(BaI₂) = +336 kJ/mol

29. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE). Sabiendo que la energía de red del CaI₂ es, en valor absoluto, 2087 kJ/mol, estimar la energía que se necesita para convertir 1 mol de I₂ y 1 mol de Ca en los correspondientes iones yoduro y Ca(II) en estado gaseoso.

(A). 2620 kJ
(B). 1908 kJ
(C). 1820 kJ
(D). 1554 kJ

30. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). Aproximadamente, ¿qué energía se desprende cuando se forman 97,8 g de red cristalina de BaI₂ a partir de iones de Ba²⁺(g) e iones de I^–(g)  a 25 ºC y p = 1 atm? (Peso atómico del Ba: 137,3; del I₂: 126,9).

(A). 1889 kJ
(B). 150,5 kJ
(C). Aprox. 522 kJ
(D). El valor que se obtiene es muy distinto de los anteriores.