Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2019 (2s) | Soluciones de las preguntas 1 y 2

(TEMA 1) 1. De los siguientes pares de letras, ¿cuál no corresponde a ningún elemento químico?

(A). Fr
(B). Bk
(C). Rd
(D). Hf

Solución: C. Fr es el símbolo el francio; Bk es el símbolo del berkelio; Hf es el símbolo del hafnio.

(TEMA 2) 2. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? (Datos: peso atómico del hidrógeno: 1,00797; peso atómico del nitrógeno: 14,0067).

(A). 1,00797 g de gas hidrógeno (H₂) ocupan un volumen de 11,2 L, que es el mismo volumen ocupado por 14,0067 g de gas nitrógeno (N₂), ambos en condiciones normales y suponiendo comportamiento ideal.
(B). En 22,4 L de gas nitrógeno hay el mismo número de átomos que en 22,4 L de gas helio en las mismas condiciones de p y T (suponer que ambos se comportan idealmente).
(C). En 2,01594 g de gas hidrógeno hay el mismo número de átomos que en 12,0000 g de ¹²C.
(D). 1 mol de O₂ contiene el mismo número de moléculas que 1 mol de N₂, por lo cual la masa de 1 mol de O₂ es la misma que la masa de 1 mol de N₂.

Solución: A. Como el peso atómico del hidrógeno (H) es 1,00797, el peso molecular del gas hidrógeno (H₂) será 2,01594. Por consiguiente, 2,01594 g es la masa de 1 mol de moléculas de H₂. Es decir, 2,01594 g es la masa de 6,022·10²³ moléculas de H₂. Como cada molécula de hidrógeno (H₂) contiene dos átomos de hidrógeno (H), 2,01594 g es la masa de 1,2·10²⁴ átomos de H. Por otro lado, 12,0000 g del isótopo ¹²C contienen, por definición, 1 mol de átomos de carbono, es decir, 6,022·10²³ átomos de carbono.

          Por otra parte, en condiciones normales 1 mol de cualquier gas ideal ocupa un volumen de 22,4 L. Por lo tanto, en 22,4 L de nitrógeno gaseoso (N₂) habrá 1 mol de moléculas de N₂, es decir, 6,022·10²³ moléculas de N₂ y, por tanto, 1,2·10²⁴ átomos de N. Pero en 22,4 L de helio gaseoso (He) habrá 1 mol de átomos He (ya que el helio es un gas monoatómico), es decir, 6,022·10²³ átomos de He.

          1 mol de O₂ contiene el mismo número de moléculas que 1 mol de N₂, pero las moléculas de O₂ y N₂ no tienen la misma masa; son sustancias diferentes y cada cual tiene su propia masa molecular.

          Finalmente, 1,00797 g de gas hidrógeno (H₂) es la masa de medio mol de gas H₂ (pues un mol de gas H₂ tiene una masa de 2,01594 g) y 14,0067 g de gas nitrógeno (N₂) es la masa de medio mol de gas N₂. Suponiéndolos ideales, como un mol de cada uno de estos gases ocuparía en condiciones normales un volumen de 22,4 L, medio mol ocupará un volumen de 11,2 L.