Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2011 (2s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

1. Indique qué afirmación es la correcta:

(A). El agua es una mezcla.
(B). El carbono es un compuesto.
(C). La plata es un elemento.
(D). La leche es un compuesto.

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2. La teoría atómica de Dalton…

(A). Pudo explicar las tres leyes ponderales (Lavoisier, Proust y Dalton) y la de los volúmenes de combinación (Gay-Lussac)
(B). Pudo explicar las tres leyes ponderales (Lavoisier, Proust y Dalton) pero no la de los volúmenes de combinación (Gay-Lussac).
(C). Pudo explicar la ley de Lavoisier, pero no las leyes de Proust y Dalton.
(D). Pudo explicar las leyes de Lavoisier y Proust, pero no la ley de Dalton.

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3. ¿Cuánto ocuparán en condiciones normales de presión y temperatura 88 g de dióxido de carbono? (Pesos atómicos del C y O: 12 y 16, respectivamente).

(A). 22,4 L
(B). 18 L
(C). 44,8 L
(D). 72 L

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4. Nombre los compuestos HClO, HClO₄, HPO₃, H₃PO₄ y H₄P₂O₇ en el orden citado.

(A). Ácidos hipocloroso, perclórico, metafosfórico, ortofosfórico y pirofosfórico
(B). Ácidos hipoclórico, perclórico, metafosfórico, ortofosfórico y pirofosfórico
(C). Ácidos hipoclórico, perclórico, metafosfóroso, ortofosfórico y pirofosfórico
(D). Ácidos cloroso, perclórico, pirofosfórico, ortofosfórico y metafosfórico

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5. Un recipiente contiene 10 moles de aire a 10 ºC, los cuales ocupan un volumen de 100 L. (La composición del aire expresada en fracciones molares es: N₂: 0,78; O₂: 0,21; otros gases: 0,01.) Se inyectan 10 moles de H₂. Si suponemos que todos estos gases se comportan idealmente, solo una de las siguientes afirmaciones es correcta:

(A). Si la temperatura y el volumen se mantienen constantes en todo el proceso, la presión parcial final de cada uno de los componentes del aire será la misma que la inicial.
(B). Las fracciones molares del N₂ y el O₂ en el aire serán las mismas que sus fracciones molares en la mezcla final.
(C). La presión parcial inicial del N₂ será de 2,32 atm.
(D). La presión total del aire antes de inyectar el H₂ será de 10 atm.

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6. Teniendo en cuenta la teoría cinética de los gases, la velocidad de difusión o efusión del hidrógeno será…

(A). la dieciseisava parte de la del oxígeno.
(B). el doble de la del oxígeno.
(C). el cuádruple de la del oxígeno.
(D). la cuarta parte de la del oxígeno.

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7. Según los experimentos y modelo atómico de Rutherford…

(A). el diámetro del átomo resultaba ser ligeramente mayor que el del núcleo.
(B). el núcleo atómico debía estar cargado negativamente.
(C). el número de electrones del átomo debería ser igual al número de protones.
(D). el número de electrones del átomo debería ser igual al número de protones más el número de neutrones.

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8. De las siguientes afirmaciones indique cuál es la correcta:

(A). El estado de un electrón en un átomo queda determinado por los números cuánticos principal (n), azimutal (l), magnético (m) y de spin (s).
(B). El número cuántico s de un electrón puede tomar los valores -1, 0 y +1.
(C). Para un electrón con n = 1, son posibles estados con l = 0 y l = 1.
(D). Para un electrón con l = 0, son posibles estados con m = 1/2 y m = -1/2.

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9. Según el principio de indeterminación de Heisenberg…

(A). no se puede conocer simultáneamente la posición exacta del electrón y el valor exacto de su momento.
(B). no se puede conocer simultáneamente la velocidad exacta del electrón y el valor exacto de su masa.
(C). no se puede conocer simultáneamente la velocidad exacta del electrón y el valor exacto de su momento.
(D). no se puede conocer simultáneamente la velocidad exacta del electrón y el valor exacto de la longitud de onda de su onda asociada.

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10. Sobre los números cuánticos n, l, m y s podemos decir que, de forma aproximada…

(A). n indica la “forma” del orbital.
(B). l indica el “tamaño” del orbital.
(C). m indica la orientación del orbital en el espacio.
(D). s indica el número de lóbulos de densidad electrónica.

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11. La configuración electrónica del átomo del elemento de número atómico 28 en su estado fundamental es:

(A). 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d² 4s² 4p⁶
(B). 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 4p⁶ 5s²
(C). 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s² 4p⁶ 5s¹
(D). 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁸ 4s²

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12. Las siguientes configuraciones electrónicas: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹² 4s² 4p⁶ 4d² 5s² 5p⁶     y    1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁸4d² 5s² 5p⁶:

(A). pueden corresponder a átomos de un mismo elemento.
(B). pueden corresponder al estado fundamental y excitado respectivamente de un mismo átomo.
(C). pueden corresponder a átomos de dos elementos distintos.
(D). son ambas imposibles.

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13. Se define la energía reticular como…

(A). la energía que se necesita para formar un mol de cristal covalente puro.
(B). la energía que hay que dar a un conjunto de aniones y cationes separados una distancia teóricamente “infinita” para acercarlos y lograr que formen un mol de compuesto iónico ordenado en una red cristalina.
(C). la energía necesaria para fundir (pasar de sólido a líquido) una red metálica.
(D). la energía (entalpía) requerida para llevar un mol de sustancia en estado sólido al estado gaseoso constituido por las mismas unidades que ocupaban los nudos del retículo cristalino o, dicho de otro modo, la energía (entalpía) que se obtendría de la formación de un mol de red cristalina a partir de sus iones gaseosos separados infinitamente.

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14. ¿En qué caso se desprende más energía: en la formación de un mol de un compuesto iónico tipo AB en estado cristalino o en la formación de un mol de moléculas iónicas independientes? (Supóngase que A y B son átomos de muy diferente electronegatividad).

(A). Exactamente igual en ambos casos, y esa energía tiene siempre un valor termodinámicamente negativo.
(B). En la formación de un mol de un compuesto iónico en estado cristalino.
(C). En la formación de un mol de moléculas iónicas independientes.
(D). Exactamente igual en ambos casos por el hecho de que esa energía es siempre nula.

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15. Se define entalpía de disociación de una especie diatómica como…

(A). la energía necesaria para disociar un mol de sus moléculas, en estado gaseoso, en sus dos átomos también en estado gaseoso, cuando el proceso se realiza a presión constante.
(B). la energía necesaria para partir en dos los núcleos de sus átomos.
(C). la energía de red, pero con signo opuesto.
(D). la energía necesaria para romper una de sus moléculas a presión constante.

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16. Una de las siguientes proposiciones sobre el momento dipolar es falsa:

(A). El valor del momento dipolar de una molécula diatómica se puede usar como medida aproximada del carácter iónico de su enlace.
(B). Una molécula poliatómica puede tener momento dipolar total nulo aunque tenga enlaces polares.
(C). Todas las moléculas tienen momento dipolar distinto de cero.
(D). El momento dipolar de una molécula diatómica es el producto de la carga asimétricamente distribuida en el enlace por la distancia que separa los centros de carga positivo y negativo.

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17. Para que se forme un orbital molecular que suponga un enlace efectivo en la molécula A-B…

(A). solo es preciso que las funciones de onda correspondientes a los orbitales atómicos de A y B que se combinan tengan energía semejante.
(B). solo es preciso que los orbitales atómicos de A y B se superpongan en gran extensión.
(C). solo es preciso que los orbitales atómicos de A y B tengan igual simetría respecto al eje A-B.
(D). es preciso que se cumplan las tres condiciones contenidas en las otras respuestas.

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18. La estructura de la molécula de metano se explica muy bien dentro de la teoría del enlace de valencia considerando que se forman orbitales híbridos…

(A). s
(B). sp
(C). sp²
(D). sp³

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19. ¿Cuál de los siguientes es el nombre correcto del complejo K₄[Fe(CN)₆]?

(A). Cianuro de hierro (II) y potasio (I)
(B). Ferricianuro potásico
(C). Potasioferrato (IV) de cianógeno (VI)
(D). Hexacianoferrato (II) de potasio

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20. Los sólidos se suelen clasificar en cuatro tipos. Uno de los siguientes no es uno de esos tipos:

(A). Sólidos iónicos
(B). Sólidos atómicos
(C). Sólidos moleculares
(D). Sólidos corpusculares

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21. Una de las siguientes proposiciones contradice las reglas de Fajans:

(A). El NaCl debería tener un punto de fusión más alto que el Ca₂Cl.
(B). El MgCl₂ debería tener un punto de fusión más bajo que el BaCl₂.
(C). El CaF₂ debería tener un punto de fusión más bajo que el CaBr₂.
(D). El CuCl debería tener un punto de fusión más bajo que el NaCl.

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22. (ESTA PREGUNTA, LA 23 Y LA 24 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 70,906. ¿Cuál es la abundancia relativa aproximada de cada isótopo? (Indicación: tomar como masa atómica aproximada de cada isótopo su número de masa.)

(A). 50 % cada uno
(B). 77 y 23 %
(C). Faltan datos
(D). 18 y 20 %

23. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 22 Y LA 24.) Si en un recipiente que contiene gas cloro atrapásemos una sola molécula al azar, lo más probable es que fuera del tipo:

(A). ³⁵Cl-³⁵Cl
(B). ³⁵Cl
(C). ³⁷Cl-³⁷Cl
(D). ³⁷Cl

24. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 22 Y LA 23.). Supóngase que disponemos de 0,5 moles de moléculas de Cl₂ natural y que las disociamos en sus átomos. Posteriormente procedemos de tal modo que separamos los átomos de Cl correspondientes a cada isótopo, almacenándolos en sendos recipientes. ¿Qué masa aproximada de cada isótopo tendremos en cada recipiente?

(A). 17,5 y 18,5 gramos
(B). 27 y 8,5 gramos
(C). 35 y 37 gramos
(D). O faltan datos o ninguna de esas soluciones es correcta.

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25. (ESTA PREGUNTA, LA 26 Y LA 27 ESTÁN RELACIONADAS.) Se sabe que a una presión de 127 atm y a una temperatura de 27 ºC el aire se comporta de forma ideal. Por otra parte, las fracciones molares de los componentes del aire son, aproximadamente: N₂: 0,78; O₂: 0,21; otros: 0,01, y el peso molecular medio del aire es 28.96 g/mol. ¿Cuál es el volumen molar del aire en esas condiciones?

(A). 22,4 L
(B). El valor está comprendido entre 15 y 20 cm³.
(C). Se obtiene un valor comprendido entre 0,18 y 0,21 L/mol.
(D). Se obtiene un valor que no está de acuerdo con ninguna de las otras respuestas.

26. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 25 Y LA 27.) ¿Cuál es la densidad del aire a 127 atm y 27 ºC?

(A). 1 g/cm³ aproximadamente
(B). El valor está comprendido entre 1,2 y 1,4 g/L
(C). Se obtiene un valor entre 140 y 160 g/L
(D). Faltan datos para averiguarlo

27. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 25 Y LA 26.) Calcular cuántos gramos de oxígeno estarían contenidos en 1 L de aire a 127 atm y 27 ºC suponiendo que el oxígeno se comporte idealmente en dichas condiciones. (El peso atómico del O es 16,00).

(A). El valor está comprendido entre 33 y 36 g.
(B). El valor está comprendido entre 160 y 170 g.
(C). El valor está comprendido entre 80 y 85 g.
(D). Faltan datos para resolverlo.

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28. (ESTA PREGUNTA, LA 29 Y LA 30 ESTÁN RELACIONADAS.) Considérense los siguientes datos termodinámicos, todos expresados en kJ/mol: la entalpía de sublimación del Mg(s) es ΔH_s(Mg) = 147,1; la primera energía de ionización del Mg es I₁ = 737,7; su segunda energía de ionización es I₂ = 1450,7; la entalpía de disociación del Cl₂ es 242,6; la energía de formación de la especie MgCl₂ es ΔH_f(MgCl₂) = -213, y la energía de red de dicha especie es U(MgCl₂) = -2087,7. ¿Qué energía se necesitaría para convertir 3,57 g de Mg(s) en Mg²⁺(g)? (El peso atómico del magnesio es 24,3.)

(A). Se obtiene un valor comprendido entre 10 y 30 kJ.
(B). Se obtiene un valor comprendido entre 300 y 330 kJ.
(C). Se obtiene un valor comprendido entre 330 y 350 kJ.
(D). Se obtiene un valor comprendido entre 2300 y 2400 kJ.

29. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 28 Y LA 30.) ¿Qué energía se desprendería si se aproximaran desde el infinito hasta las posiciones que ocuparían en una red cristalina de MgCl₂ medio mol de iones Mg²⁺ en estado gaseoso y 1 mol de iones Cl^– también en estado gaseoso?

(A). 2087,7 kJ
(B). 1043,85 kJ
(C). 213 kJ
(D). 426 kJ

30. (SI ES PRECISO, USE PARA ESTA PREGUNTA LOS DATOS DE LA 28 Y LA 29.) ¿Cuál es la afinidad electrónica del Cl en valor absoluto?

(A). 703,4 kJ/mol
(B). 351,7 kJ/mol
(C). 242,6 kJ/mol
(D). El valor que se obtiene es muy distinto de los anteriores.