Preguntas de exámenes de Principios de Química y Estructura | Bloque 1 de problemas | A. Masas atómicas y moleculares, moles, isótopos

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

Parte 1. Supongamos que se acuerda cambiar la referencia de la unidad de masa atómica de modo que, en adelante, se considerará que 1 átomo de ¹²C tiene una masa de 1 unidad de masa atómica (uma). En ese hipotético nuevo sistema, ¿cuál sería la masa de una molécula de agua expresada en uma? (Datos: los pesos atómicos del O y el H en el sistema actual son, respectivamente, 15,999 y 1,008).

(A). Muy aproximadamente 1,5 uma.
(B). 216,18 uma.
(C). Habría que medirla experimentalmente.
(D). En el nuevo sistema, una molécula de agua tendría la misma masa en uma que en el sistema vigente (18,015 uma).

Parte 2. ¿Cuál sería la equivalencia entre unidad de masa atómica y gramo en el nuevo sistema?

(A). 1 uma nueva = 2·10^–23 g (en números redondos)
(B). 1 uma nueva = 1,38·10^–25 g
(C). 1 uma nueva = 1,66·10^–24 g
(D). La relación entre uma y gramo sería la misma en ambos sistemas.

Parte 3. La reacción de producción del denominado gas de agua o gas de síntesis es esta:

C(s) + H₂O(g) → CO(g) + H₂(g)

Si trabajáramos con las unidades de masa del nuevo sistema, ¿qué masa de gas hidrógeno, en gramos, se produciría a partir de 5 g de C?

(A). 0,168 g de H₂
(B). Muy aproximadamente 10 g de H₂
(C). 0,069 g de H₂
(D). La misma cantidad que si trabajamos con las unidades del sistema vigente.

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Parte 1. El oxígeno tiene tres isótopos estables: ¹⁶₈O, ¹⁷₈O y ¹⁸₈O cuyas abundancias relativas son, aproximadamente, 99,76%, 0,04% y 0,20%. ¿Sería posible encontrar en la naturaleza una molécula de ozono de masa molecular aproximada 51 uma? (Tomar como pesos atómicos de los isótopos del O sus números de masa).

(A). No; su peso sería de 24 uma.
(B). Sí; ese es el peso molecular del ozono.
(C). No; su peso sería 48 uma.
(D). Sí, aunque sería poco probable.

Parte 2. El peso molecular del ozono será…

(A). muy próximo a 16.
(B). muy próximo a 48.
(C). muy próximo a 51.
(D). muy próximo a 54.

Parte 3. En un laboratorio se dispone de 132,192 g de un ozono formado completamente por átomos de oxígeno que contienen en su núcleo diez neutrones. ¿Aproximadamente, a cuántos moles de dicho tipo isotópico de ozono equivale esa masa?

(A). 7,344 moles
(B). 2,754 moles
(C). 2,592 moles
(D). 2,448 moles

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Parte 1. 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

Parte 2. 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.

Parte 3. 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. 

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Parte 1. El Cl presenta dos isótopos estables: ³⁵Cl y ³⁷Cl, de abundancias relativas 75,77 y 24,23% respectivamente. Por su parte, el Cu presenta dos isótopos: ⁶³Cu (69,17%) y ⁶⁵Cu (30,83%). ¿Cuáles de las siguientes son las masas atómicas aproximadas del Cl y el Cu?

(A). 35,48 (Cl) y 63,62 (Cu)
(B). 72 y 128
(C). 24,23 y 30,83
(D). 26,52 y 43,58

Parte 2. Si tomamos al azar una molécula de cloruro de cobre(I) de la naturaleza, lo más probable es que su masa atómica aproximada sea…

(A). 98
(B). 100
(C). 102
(D). 99,1

Parte 3. ¿Cuál de los siguientes valores está más cerca de la masa molecular del cloruro de cobre (I)?

(A). 95
(B). 99
(C). 103
(D). 107

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Parte 1. Sabiendo que los pesos atómicos del H, N y O son, respectiva y aproximadamente, 1, 14 y 16, responder a estas dos preguntas: ¿Cuántos átomos de N hay en 1000 moléculas de ácido nítrico? ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en 12,2 litros de dicho ácido cuando está en fase gaseosa en condiciones normales si suponemos que se comporta como un gas ideal?

(A). 1000 átomos de N | 6,022×10²³ átomos de O
(B). 6,022×10²⁷ átomos de N | 6,022×10²³ átomos de O
(C). 1000 átomos de N | 9×10²³ átomos de O
(D). 1000 átomos de N | 3000 átomos de O

Parte 2. La composición centesimal del ácido nítrico en N, O e H es aproximada y respectivamente

(A). 22,2 %, 76,1 % y 1,6 %
(B). 76,1 %, 22,2 % y 1,6 %
(C). 29,8 %, 68,1 % y 2,1 %
(D). ninguna de las respuestas anteriores se aproxima al valor verdadero

Parte 3. Si el ácido nítrico se hace reaccionar con sodio, se produce nitrato sódico y se desprende hidrógeno en forma de gas. ¿Cuántos moles de sodio serán necesarios para obtener 112 L de hidrógeno en condiciones normales de presión y temperatura?

(A). 2,5
(B). 5
(C). 10
(D). Ninguna de las otras respuestas es correcta.

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Parte 1. El peso atómico del wolframio (W) es aproximadamente 183,85. Un filamento de wolframio puro de 0,1 gramos de peso ¿cuántos átomos de este metal contiene?

(A). 6,022·10²³ átomos
(B). 5,441·10²³ átomos
(C). 6,022·10²² átomos
(D). se obtiene una cantidad muy diferente a las otras

Parte 2. ¿Cuánto pesa un millón de átomos de wolframio?

(A). 1,86·10⁵ Kg
(B). 1,84·10^-4 g
(C). 183,85 unidades atómicas de masa
(D). 3,05·10^-16 g

Parte 3. Un filamento de wolframio de 0,1 g se somete a una reacción química para oxidarlo completamente. El óxido resultante, W_xO_y, contiene 9,8·10²⁰ átomos de O. ¿Cuál es su fórmula empírica?

(A). W₂O₃
(B). WO
(C). WO₃
(D). W₂O₅

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Parte 1. Sabiendo que los pesos atómicos del H, C y O son, respectiva y aproximadamente, 1, 12 y 16, responder a estas dos preguntas: ¿Cuántos átomos de carbono hay en diez moléculas de trioxocarbonato (IV) de hidrógeno? ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en tres moles de la misma sustancia?

(A). 10 átomos de C | 9 átomos de O
(B). 6,022 × 10²⁴ átomos de C | 1,801 × 10²⁴ átomos de O
(C). 30 átomos de C | 27 átomos de O
(D). ninguna de las otras respuestas es correcta

Parte 2. ¿Cuántos moles de trioxocarbonato(IV) de hidrógeno están contenidos en 372 unidades atómicas de masa de dicho compuesto?

(A). Muy aproximadamente 10^-23
(B). 23064
(C). 2,24 × 10²⁶
(D). 6

Parte 3. Si el trioxocarbonato(IV) de hidrógeno se hace reaccionar con sodio produce trioxocarbonato(IV) de sodio y libera gas hidrógeno. ¿Aproximadamente, cuánto hidrógeno se produciría a partir de 372 unidades atómicas de masa de trioxocarbonato(IV) de hidrógeno si el rendimiento de la reacción es del 50%?

(A). 3 moles
(B). 10^-23 g
(C). 6 g
(D). Ninguna de las otras respuestas es correcta

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Parte 1. Uno de los isótopos estables del C tiene 7 neutrones. Haciendo la aproximación de igualar la masa del isótopo a su número de masa, ¿cuánto pesa en gramos un solo átomo de este isótopo?

(A). 2,16·10^–23
(B). 12
(C). 13
(D). 14

Parte 2. Si ese único átomo de carbono lo “quemamos” con aire en exceso, ¿qué peso tendría el producto que teóricamente debería formarse? (el peso atómico del O es 16).

(A). 45 uma
(B). El resultado de dividir 44 g por el número de Avogadro
(C). 29 uma
(D). 7,4·10^–23 uma

Parte 3. ¿Qué cantidad de producto (en gramos) se obtendría al quemar 3,011·10²³ átomos del isótopo de C que estamos considerando con un exceso de gas oxígeno formado completamente por átomos de la variedad isotópica ¹⁸O?

(A). 14 g
(B). 15,5 g
(C). 22 g
(D). 24,5 g

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Parte 1. 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 %

Parte 2. 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

Parte 3. 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.