Examen de Principios de Química y Estructura – Febrero 2024 (1s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

1. Un compuesto bertólido es aquel que…

(A). cumple la ley de Berthollet.
(B). no tiene una estequiometría definida.
(C). cumple rigurosamente la ley de Proust.
(D). cumple simultáneamente la ley de las proporciones definidas y la de las proporciones múltiples.

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2. ¿Cuál de los siguientes óxidos de nitrógeno, en caso de existir, sería muy inestable?

(A). NO₂
(B). N₂O₄
(C). N₂O₅
(D). NO₅

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3. En una muestra de un gas ideal, la proporción de moléculas con velocidades inferiores a una velocidad determinada…

(A). aumenta al aumentar la temperatura.
(B). aumenta al disminuir la temperatura.
(C). no se modifica con la temperatura.
(D). aumenta o disminuye con la temperatura en función de la naturaleza del gas ideal de que se trate.

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4. ¿Cuáles son las suposiciones simplificadoras de la teoría cinético-molecular de los gases que la ecuación de Van der Waals corrige?

(A). Que no hay interacciones entre las moléculas y que los choques son elásticos.
(B). Que los choques son elásticos y que la energía cinética media depende solo de la temperatura.
(C). Que la energía cinética media depende solo de la temperatura y que las moléculas no ocupan volumen.
(D). Que las moléculas no ocupan volumen y que no hay interacciones entre ellas.

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5. La fórmula de Rydberg para el hidrógeno es:

Ionizar un átomo de hidrógeno en su estado fundamental requiere una energía de 2,18·10^–18 J. ¿Se podría calcular con estos datos la energía necesaria para ionizar un átomo de hidrógeno cuyo electrón se halla en el nivel n = 3? (1 eV = 1,602·10^–19 J).

(A). Sí: 1,51 eV
(B). Sí: 4,53 eV
(C). Sí: 13,6 eV
(D). No; se necesita la constante de Rydberg, la de Planck y la velocidad de la luz.

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6. El electrón de un átomo de H ha sido excitado de modo que sus números cuánticos l y m valen 2 y –1, respectivamente. Entonces, ese electrón no puede estar…

(A). ni en la capa L ni en la M.
(B). ni en la capa M ni en la N.
(C). ni en la capa K ni en la L.
(D). ni en la capa N ni en la K.

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7. ¿La resolución de la ecuación de ondas proporciona para el átomo de hidrógeno simultáneamente la expresión de la función de onda y el valor de la energía asociada? Si no, indicar la razón correcta.

(A). Sí.
(B). No, porque a partir de una sola ecuación no se pueden resolver dos incógnitas.
(C). No, porque la función de onda, como su nombre indica, es una función matemática, mientras que la energía es un valor numérico.
(D). No, por el principio de indeterminación de Heisenberg.

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8. ¿Cuál de los siguientes elementos tiene por configuración electrónica [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p¹?  (Nota: los orbitales se han escrito ordenados de menor a mayor valor de n y, para igual valor de n, de menor a mayor valor de l).

(A). Ga
(B). Zn
(C). Hf
(D). Y

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9. ¿A quién se debe la regla según la cual los electrones tienden a mantenerse con espines paralelos dentro de orbitales degenerados?

(A). A Pauli
(B). A Pauling
(C). A Hund
(D). A Moeller

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10. ¿Cuál de los siguientes compuestos sería más estable?

(A). LaCl
(B). LaCl₂
(C). LaCl₃
(D). La₄Cl

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11. Una de las siguientes proposiciones sobre la formación de iones es falsa:

(A). Los metales alcalinos M formarán fácilmente cationes M⁺ porque tienen configuración electrónica externa tipo ns¹.
(B). El carbono puede formar fácilmente aniones tetravalentes porque la configuración electrónica de su última capa es del tipo ns² np².
(C). Los elementos de la familia del O forman aniones del tipo A^2–.
(D). El escandio tenderá a formar iones Sc³⁺ perdiendo 2 electrones de un orbital s y uno de un orbital d.

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12. El isómero más estable del óxido de cloro (III) o dicloruro de trioxígeno, O₃Cl₂, queda muy bien representado en lo que se refiere a sus enlazamientos mediante la siguiente estructura de Lewis (las rayas representan pares de electrones).

A propósito de dicha estructura de Lewis, solo una de las siguientes afirmaciones es verdadera:

(A). Uno de los átomos tiene carga formal negativa.
(B). Uno de los átomos no tiene configuración de gas noble.
(C). En la estructura dibujada existe un enlace dativo.
(D). Todos los enlaces entre cloros y oxígenos de la molécula deberían tener la misma longitud.

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13. ¿Cuál de las siguientes estructuras de Lewis considera adecuada para describir al ozono?

(A).

(B).

(C).

(D).

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14. Si el orden de ocupación de los orbitales en la especie OF⁺ es: (σ_1s) (σ*_1s) (σ_2s) (σ*_2s) (σ_2pz) [(π_2px), (π_2py)] [(π*_2px), (π*_2py)] (σ*_2pz), decir cuál de las siguientes afirmaciones es falsa:

(A). OF⁺ es una molécula paramagnética.
(B). La molécula no tiene ningún enlace π.
(C). Esta molécula tiene el mismo número de electrones que la de O₂.
(D). Como mejor se expresan las propiedades de enlace y carga de la molécula es así: (O=F)⁺.

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15. Según la teoría de orbitales moleculares, ¿sería posible que al convertir una molécula en un ion este resulte más estable que aquella?

(A). No puede ser posible.
(B). Solo si se forma un catión.
(C). Solo si se forma un anión.
(D). Sí puede ser posible.

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16. Sobre la estructura del ion nitrato (NO₃^–), una sola de las siguientes afirmaciones es falsa:

(A). La molécula tiene estructura de pirámide triangular, con los O colocados en los vértices de la base y el N con un electrón solitario en el vértice superior de la pirámide, minimizándose así las repulsiones.
(B). Puede considerase un híbrido de resonancia entre tres estructuras canónicas en cada una de las cuales el N se une a dos de los O por sendos enlaces simples y al tercero por un enlace doble.
(C). En la representación de Lewis al N no le quedan pares de electrones sin compartir.
(D). Los tres enlaces N–O tienen la misma longitud.

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17. ¿Qué hibridación se puede proponer para el yodo en la molécula IBr₃?

(A). sp
(B). sp²
(C). sp³
(D). sp³d

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18. ¿Cuál es el nombre del complejo [Cr(NH₃)₃(H₂O)₃]Cl₃?

(A). Tricloro-triammina-triaqua-cromo
(B). Tricloruro de triamoniocromo(III) trihidratado
(C). Cloruro de triamminatriaquacromo(III)
(D). Cromato(VI) de triammina, triaqua y tricloro

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19. El amoniaco y el trifluoruro de boro pueden unirse directamente para formar el compuesto H₃N–BF₃ mediante un enlace entre el N y el B. ¿Qué tipo de enlace es este?   

(A). Covalente puro, con contribución de fuerzas de Van der Waals
(B). Coordinado
(C). De hidrógeno
(D). Principalmente iónico, con contribución de enlace de hidrógeno

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20. ¿Cuál de las siguientes propiedades es común para los metales y los sólidos iónicos?

(A). Conducción de la corriente eléctrica en estado líquido
(B). Maleabilidad y ductilidad
(C). Punto de fusión superior a la temperatura del cuerpo humano
(D). Forman redes de cationes y aniones

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21. Si entendemos por polarización la distorsión de la nube electrónica de un anión por un catión, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

(A). Un catión de alta carga polarizará más que uno de baja carga.
(B). Un catión pequeño polarizará más que uno grande.
(C). En el triyoduro de aluminio el efecto de la polarización es muy fuerte.
(D). Los aniones pequeños son más polarizables que los grandes.

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22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Sabiendo que los pesos atómicos del azufre, el oxígeno y el potasio son respectivamente 32, 16 y 39, y que un compuesto de dichos elementos tiene un peso molecular de 174 con una composición centesimal del 18,39 %, 36,78 % y 44,82 % en estos elementos respectivamente, ¿alguna de las que se dicen a continuación es su fórmula?

(A). K₂SO₄
(B). K₂SO₃
(C). K₂SO₂
(D). No, ninguna de las fórmulas escritas es la del compuesto.

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23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). El compuesto de la anterior pregunta se nombraría como…

(A). sulfuro potásico.
(B). sulfito de potasio.
(C). hiposulfito de potasio.
(D). sulfato de potasio.

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24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). 522 g del compuesto al que se refieren las dos preguntas anteriores contienen aproximadamente…

(A). 10 moles de átomos de O.
(B). 2,21·10²⁴ átomos de S.
(C). 6 moles de átomos de K.
(D). 118 g de O.

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25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Disponemos de 35 g de un hidrocarburo gaseoso cuya fórmula molecular es C_xH_2x y lo sometemos a una combustión completa (quiere decirse que todo el C del C_xH_2x se oxidará a CO₂, no a CO). La reacción se lleva a cabo en un reactor cilíndrico que está tapado con un émbolo:

Este émbolo se puede mover libremente arriba y abajo según la presión que ejerzan los gases. Dentro del reactor, además de los 35 g del hidrocarburo hay 200 g de oxígeno puro. ¿Qué masa de CO₂ se obtendría? (Pesos atómicos: O: 16; C:12; H: 1. Suponer que todos los gases tienen comportamiento ideal).

(A). 35 g
(B). 44 g
(C). 110 g
(D). Falta un dato.

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26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). Algún tiempo después de acabada la reacción se mide la temperatura de los gases que hay dentro de la cámara y resulta ser de 127 ^oC. Si la presión exterior sobre el émbolo es de 1 atm, ¿qué volumen tendrá en ese momento el interior de la cámara?

(A). 52 L
(B). 82 L
(C). 164 L
(D). 246 L

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27. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). ¿Qué volumen aproximado tendrá el interior de la cámara cuando la presión exterior se mantenga a 1 atm y la temperatura interior baje a 17 ºC? (Suponer que los gases existentes en el interior del reactor son insolubles en agua. La densidad del agua es aproximadamente 1 g/cm³).

(A). 0,045 L
(B). Unos 59,5 L
(C). Unos 119 L
(D). Unos 178 L

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28. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Escribiendo las estructuras de Lewis de las moléculas se puede saber cuántos pares de electrones (de enlace y de no enlace) rodean al átomo central. Cada par de electrones no compartido y cada enlace (ya sea simple, doble o triple) constituye una región de elevada densidad electrónica. Se sabe que estas regiones de elevada densidad electrónica tienden a situarse lo más alejadas posible unas de otras en el espacio. En las siguientes moléculas: PF₅, ClO₄^–, H₃O⁺ y CS₂, el átomo central es, respectivamente, el P, el Cl, el O y el C. ¿En cuáles de ellas es de prever que las regiones de elevada densidad electrónica alrededor del átomo central se distribuyan de forma tetraédrica o aproximadamente tetraédrica? (Dato: en el ClO₄^– los enlaces entre el Cl y los O tienen un orden mayor que el simple y menor que el doble).

(A). En PF₅ y en ClO₄^–
(B). En ClO₄^– y en H₃O⁺
(C). En H₃O⁺y en CS₂
(D). En CS₂ y en PF₅

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29. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE). ¿En cuál de esas cuatro moléculas el ángulo de enlace E–A–E sería mayor? (A es el átomo central y los E son átomos periféricos).

(A). PF₅
(B). ClO₄^–
(C). H₃O⁺
(D). CS₂

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30. (ESTA PREGUNTA ESTÁ RELACIONADA CON LAS DOS ANTERIORES). Existe un modelo según el cual cada enlace lleva asociado el correspondiente momento dipolar de enlace, de modo que el momento dipolar total se puede considerar la suma vectorial de dichos momentos de enlace. Teniendo eso en cuenta, ¿qué se puede decir respecto al momento dipolar de estas moléculas?

(A). Es nulo en tres de ellas.
(B). El valor más alto lo tiene el ClO₄^– por su carga negativa.
(C). El CS₂ tiene un momento dipolar bajo debido a que S y C tienen electronegatividades parecidas, pero es distinto de 0 porque los átomos no son iguales.
(D). En el PF₅, el vector momento dipolar tiene la dirección del eje F–P–F.