Preguntas de exámenes de Principios de Química y Estructura | Tema 3 | A. Leyes de los gases

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

La densidad relativa de un gas ideal A respecto a la de 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.

---

Ordenar los siguientes gases en orden creciente de velocidad de difusión: O₂, N₂, H₂, CO₂. (Pesos atómicos: O: 16; N:14; C: 12; H: 1).

(A). O₂, N₂, H₂, CO₂
(B). H₂, N₂, O₂, CO₂
(C). O₂, N₂, CO₂, H₂
(D). CO₂, O₂, N₂, H₂

---

Las densidades de los gases A y B son, en condiciones normales y aproximadamente, ρ_A = 0,09 g L^–1 y ρ_B = 1,43 g L^–1. Según eso:

(A). El B se difundirá más rápidamente que el A.
(B). El A tiene más peso molecular que el B.
(C). Si ambos gases se encuentran a la misma temperatura, la energía cinética media de las moléculas de B será la misma que la de las moléculas de A.
(D). Ninguna de las otras respuestas es correcta.

---

Se sabe que la velocidad de difusión del compuesto A es 1,414 veces la del compuesto B. Según eso, ¿cuál es la masa molecular del compuesto B respecto a la del A?

(A). M_B = 1,414 M_A
(B). M_B = 2 M_A
(C). M_B = ½ M_A
(D). M_B = 0,707 M_A

---

En una mezcla de gases, la presión parcial de uno de ellos…

(A). es la que ejercería si ocupara el mismo volumen que toda la mezcla a la misma T.
(B). es el producto de la presión total por el número de moles del gas en cuestión.
(C). es siempre igual a la presión parcial de cada uno de los demás.
(D). es inversamente proporcional a la presión total.

---

Un recipiente cerrado contiene 2 moles de O₂ a 27 °C, siendo la presión de 5 atm. Se quiere elevar la presión a 15 atm manteniendo la temperatura constante. ¿Cuánto oxígeno habría que inyectar en el recipiente? (Considerarlo un gas ideal).

(A). 2 moles
(B). 4 moles
(C). 6 moles
(D). 8 moles

---

Un recipiente contiene gas hidrógeno en condiciones tales que el producto de la presión, en atm, por el volumen, en L, dividido por la constante universal de los gases y dividido por la temperatura da 1. Según eso, y suponiendo que se comporte idealmente, ¿de cuánto hidrógeno disponemos? (El peso atómico del H es aproximadamente 1 g).

(A). 1 g
(B). 2 g
(C). 3 g
(D). 4 g

---

Si ciertas masas m_A y m_B de dos gases diferentes A y B ocupan el mismo volumen a la misma T se podrá afirmar que…

(A). el número de moles de ambos gases es el mismo.
(B). la presión de ambos gases es la misma.
(C). la relación entre sus presiones es igual a la relación entre sus números de moles.
(D). m_A = m_B

---

Sean dos gases A y B mezclados en un recipiente. De B tenemos el doble de moles que de A, pero el peso molecular de A es el doble que el de B. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las presiones parciales de A y B es cierta?

(A). La presión parcial de B será 2/3 de la presión total.
(B). La presión parcial de B será el cuádruple que la de A.
(C). La suma de la presión parcial que ejerce A más el doble de la presión parcial que ejerce B será la presión total.
(D). Los dos gases ejercerán la misma presión parcial.

---

El coeficiente de dilatación térmica de un gas ideal vale…

(A). 22,4 L.
(B). 0,082 atm L mol K^–1.
(C). 3,66·10^{–3 o}C^–1
(D). 273,16 K.

---

¿Cuál de las siguientes cantidades de gases ejerce más presión si están encerrados en recipientes de volúmenes iguales y a las mismas temperaturas? (Pesos atómicos: H: 1; C: 12; N: 14; O: 16; Ne: 20). 

(A). 25 g de neón
(B). 48 g de ozono
(C). 28 g de nitrógeno
(D). 16 g de metano

---

Si u₁ y u₂ son, respectivamente, las velocidades de efusión de los gases 1 y 2; d₁ y d₂ son sus densidades, y M₁ y M₂ sus pesos moleculares, ¿cuál de las siguientes fórmulas expresa matemáticamente la ley de Graham?

---

¿Qué volumen de gas hidrógeno se necesita para formar toda el agua posible con 5 L de gas oxígeno, ambos medidos en las mismas condiciones de p y T y supuestos ideales?

(A). 10 L
(B). 5 L
(C). 2,5 L
(D). 1 L

---

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.

---

¿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

---

Se tiene una masa m de gas oxígeno (O₂) en un recipiente y la misma masa m de gas ozono (O₃) en otro. Los volúmenes de ambos recipientes son iguales, y asimismo son iguales las temperaturas de ambos gases. Suponiendo que se comportan idealmente, ¿ejercerá uno más presión que el otro?

(A). Sí: el oxígeno más que el ozono.
(B). Sí: el ozono más que el oxígeno.
(C). Depende del valor de la temperatura. Si está entre 0 y 273 ^oC, el oxígeno ejerce más presión, pero a partir de esa temperatura el que ejerce más presión es el ozono.
(D).No, la misma, pues si la masa es la misma, el número de átomos de O es igual en ambos recipientes.

---

¿Qué volumen ocuparán en condiciones normales de presión y temperatura 88 g de dióxido de carbono suponiendo comportamiento ideal? (Pesos atómicos del C y O: 12 y 16, respectivamente).

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

---

Se realizan tres experimentos independientes de efusión (escape por un pequeño orificio de un recipiente) con volúmenes iguales a la misma presión y temperatura de tres gases A, B y C que consideraremos ideales. Sus masas moleculares son: A = 32, B = 16 y C = 44. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

(A). El gas B es el que invierte menos tiempo en efundirse.
(B). El gas B es el de mayor densidad.
(C). La velocidad de efusión del gas A es la mitad que la del gas B.
(D). Antes de iniciarse la efusión, las moléculas del gas A tienen una energía cinética media mayor que la de las moléculas del gas C.

---

Una de las siguientes afirmaciones sobre la presión de vapor es falsa:

(A). Es la presión que ejerce un líquido al evaporarse parcialmente dentro de un recipiente cerrado.
(B). Un líquido hierve cuando su presión de vapor iguala a la presión externa.
(C). Los sólidos también ejercen presión de vapor.
(D). Depende de la temperatura del líquido y de su superficie.

---

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.

---

¿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

---

¿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

---

Un recipiente cerrado de 10 L contiene 16 g de oxígeno y 14 g de nitrógeno. ¿Cuánto variará la presión parcial del nitrógeno si se introducen 3 moles adicionales de helio? La temperatura se mantiene a 20 ^oC.

(A). Se multiplicará por 4.
(B). Se multiplicará por 3.
(C). Se reducirá a la cuarta parte.
(D). No variará.

---

Solo uno de los siguientes procedimientos no duplica la presión de un gas ideal contenido en un recipiente:

(A). Aumentar al doble la temperatura.
(B). Introducir en el recipiente una cantidad de moles adicional igual a la que ya existía.
(C). Subir la temperatura hasta que sea cuatro veces la inicial y reducir el volumen a la mitad.
(D). Comprimir el sistema hasta que ocupe un volumen que sea la mitad del inicial.

---

Las moléculas de un gas ideal A pesan el doble que las de un gas ideal B. Entonces, la relación de velocidades de difusión mutua de estos gases será, aproximadamente:

(A). v_A = 0,71 v_B
(B). v_A = 1,41 v_B
(C). v_A = 2 v_B
(D). v_A = 0,5 v_B

---

Dado un gas ideal, si multiplicamos su presión (en atm) por el volumen que ocupa (en L) y el resultado lo dividimos por la temperatura a la que se encuentra (en K), el resultado siempre es:

(A). 22,4 atmL/(molK)
(B). (1 / 273) atmL/(molK)
(C). 0,082 atmL/(molK)
(D). Depende de la masa de gas.

---

En general, los gases reales se aproximan a la idealidad…

(A). a bajas presiones y temperaturas altas
(B). a bajas presiones y bajas temperaturas
(C). a altas presiones y temperaturas bajas
(D). a altas presiones y altas temperaturas

---

Para un gas ideal, la ecuación de estado en función de la densidad del gas, d, y de su peso molecular, M, se puede expresar así:

(A). pd = MRT
(B). pM = dRT
(C). pV = (d/M)RT
(D). Ninguna de las expresiones es correcta.

---

Sabiendo que los pesos atómicos del C y el O son 12 y 16, respectivamente, un volumen de 24,20 L de CO₂ en condiciones normales de presión y temperatura (considerándolo gas ideal) pesa

(A). 12,32 g
(B). 44 g
(C). 30,25 g
(D). 47,54 g

---

¿Qué volumen ocupan 4,8 g de metano (CH₄) en condiciones normales de presión y temperatura? (Pesos atómicos de C e H: 12 y 1, respectivamente)

(A). 22,4 L
(B). 6,72 L
(C). 11, 2 L
(D). 3,43 L

---

Señale la afirmación correcta:

(A). La relación entre el volumen y la presión de un gas es independiente de la temperatura; por ello se denomina isoterma.
(B). El cero absoluto de la escala Kelvin de temperaturas se hace coincidir con el punto de congelación del agua.
(C). El cociente entre la presión que ejerce un gas y la temperatura a la que se encuentra es independiente del volumen que ocupa.
(D). El número de moléculas contenidas en un volumen de 22,4136 L.de un gas ideal en condiciones normales de presión y temperatura es el número de Avogadro.

---

La ecuación de estado de Van der Waals para los gases reales es: (p + n²a / V²) (V – b) = nRT. Sobre las unidades de a y b, ¿qué afirmación es correcta?

(A). a se expresa siempre en atm^–1 y b en L
(B). Si p se da en atm y V en L, a debe expresarse en atmL² mol^–2 y b en L
(C). Si p se da en atm y V en L, a debe expresarse en atm y b en L^–1
(D). Son unidades adimensionales de valor característico para cada gas.

---

¿Cuál es la presión parcial del Cl₂ en un matraz que contiene 1 mol de N₂ y 2 moles de Cl₂ a una presión total de 6 atm?

(A). 2 atm
(B). 3 atm
(C). 4 atm
(D). 6 atm

---

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.

---

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.

---