Examen de Principios de Química y Estructura – Septiembre 2024

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

1. ¿Cuál de los siguientes procesos implica una transformación química?

(A). Las explosiones que se producen en los cilindros de un motor de gasolina.
(B). La evaporación del agua en las salinas.
(C). La formación de olas en el mar.
(D). La dilatación de la columna de mercurio en un termómetro por el aumento de la temperatura.

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2. ¿Qué volumen de gas propano podría experimentar combustión completa con 34 L de gas oxígeno, ambos medidos en las mismas condiciones de p y T y supuestos ideales?

(A). 3,4 L
(B). 6,8 L
(C). 34 L
(D). 170 L

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3. Indicar cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera:

(A). El volumen ocupado por un gas ideal es una constante cuyo valor es 22,4 L.
(B). Normalmente, cuando un sólido pasa al estado líquido las partículas se ordenan.
(C). La temperatura a la que la presión de vapor de un líquido es igual a 1 atm se denomina punto normal de ebullición.
(D). El calor absorbido por un mol de sustancia para pasar del estado sólido al líquido, a una temperatura y presión determinadas, se denomina calor o entalpía de sublimación.

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4. En un contenedor cerrado de cierto volumen fijo V se tiene gas flúor a una temperatura T y presión de 2 atm. Se introduce gas H₂ en el contenedor hasta que la presión parcial del H₂ sea de 0,5 atm manteniendo T constante. ¿Se podría calcular la fracción molar de H₂ en la mezcla? Si no, decir qué datos faltan. (Suponer que ambos gases se comportan idealmente).

(A). Sí, 0,17.
(B). Sí, 0,20.
(C). No; faltan los valores de V y T, pero no los de los pesos moleculares.
(D). No; faltan los valores de V, T y los pesos moleculares de H₂ y F₂.

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5. ¿Cuál de los siguientes instrumentos es más adecuado para medir las masas y las abundancias relativas de los isótopos de un elemento?

(A). Un generador de partículas α
(B). Una balanza electrónica acoplada a un espectrómetro de partículas α
(C). Un espectroscopio atómico
(D). Un espectrógrafo de masas

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6. En mecánica cuántica, el principio de incertidumbre establece que…

(A). la masa de un electrón es indeterminada porque se puede convertir en energía, según E = mc².
(B). en el estado fundamental de un átomo, en los orbitales de idéntica energía los electrones se encuentran desapareados y con los espines paralelos.
(C). no se puede predecir con total exactitud la trayectoria del electrón.
(D). un electrón no puede tener los cuatro números cuánticos iguales.

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7. En el átomo de hidrógeno, para el número cuántico principal n = 2 solo son posibles soluciones de la ecuación de Schrödinger caracterizadas por las parejas de números (l, m) siguientes:

(A). (0, 0), (1, 1), (1, 0) y (1, –1)
(B). (1, 1), (0, 1) y (1, –1)
(C). (0, 0), (1, 1) y (–1, –1)
(D). (0, 0), (0, 1), (1, 1), (1, 0) y (1, –1)

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8. Una de las siguientes propiedades no aumenta (en general) al avanzar hacia la derecha en un periodo de la tabla periódica:

(A). La energía de ionización
(B). La afinidad electrónica
(C). La electronegatividad
(D). El poder reductor

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9. ¿Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas de los elementos mencionados en su estado neutro (sin carga eléctrica) no es posible?

(A). Na: [Ne] 3s¹
(B). Se: [Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
(C). H: 1p¹
(D). Sc: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

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10. La transformación de un mol de Ca(s) en Ca²⁺(g) requiere 1913 kJ. Por otro lado, la obtención de 2 moles de iones H^–(g) a partir de 1 mol de H₂(g) requiere 290,3 kJ. Finalmente, la formación de un mol de CaH₂(s) a partir de Ca(s) y H₂(g) libera 186,2 kJ. ¿Se puede calcular con estos datos la energía de red del CaH₂?

(A). Sí: +2017,1 kJ/mol.
(B). Sí: +2244,35 kJ/mol.
(C). Sí: –2389,5 kJ/mol.
(D). No; faltan datos.

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11. La estructura cristalina del cloruro de sodio, en la que cada anión (A) está rodeado de 6 cationes (C) y cada catión está rodeado de 6 aniones, tiene la fórmula general…

(A). C₆A
(B). CA₆
(C). CA
(D). Ninguna de las otras respuestas es correcta.

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12. ¿Cuál de las siguientes moléculas tiene únicamente un par de electrones no compartido sobre el átomo central?

(A). PH₃
(B). H₂O
(C). CH₂Cl₂
(D). BeCl₂

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13. La configuración electrónica del S es [Ne] 3s² 3p⁴. ¿Cómo se justifica que el S pueda formar 2, 4 y 6 enlaces covalentes?

(A). Porque el átomo de S se puede excitar fácilmente, promocionándose electrones a niveles superiores.
(B). Porque el S forma con facilidad 2 y 4 enlaces coordinados o dativos que se pueden sumar a los dos normales.
(C). Se explica fácilmente si se desarrolla su configuración (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴) y se observa el número de electrones contenidos en los tres últimos fragmentos (6, 2 y 4).
(D). Porque los orbitales s del S pueden formar dos enlaces; los orbitales p, cuatro; y ambos conjuntamente, seis.

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14. El paramagnetismo del O₂…

(A). lo explican tanto la teoría de electrones de valencia (TEV) como la de orbitales moleculares (TOM).
(B). lo explica la TEV, pero no la TOM.
(C). lo explica la TOM, pero no la TEV.
(D). no lo explica ni la TEV ni la TOM.

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15. Se define el orden de enlace como…

(A). el número de electrones en orbitales enlazantes.
(B). el número de electrones en orbitales enlazantes menos el número de electrones en orbitales antienlazantes.
(C). el doble del número de electrones en orbitales enlazantes menos el número de electrones en orbitales antienlazantes.
(D). la mitad de la diferencia entre el número de electrones en orbitales enlazantes y el número de electrones en orbitales antienlazantes.

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16. La estructura de la molécula de benceno puede considerarse un híbrido de resonancia de varias estructuras canónicas, algunas de las cuales fueron propuestas por Kekulé y otras por Dewar. En total, ¿cuántas estructuras canónicas de resonancia propusieron entre los dos?

(A). 2
(B). 5
(C). 27
(D). 51

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17. La teoría de repulsión de los pares electrónicos externos explica muy bien…

(A). la geometría de muchas moléculas.
(B). la fuerza de los enlaces.
(C). la existencia de híbridos de resonancia.
(D). la existencia de moléculas diatómicas.

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18. El punto de fusión del I₂ es 114 ºC; el del F₂ es –220 ºC. ¿Qué fenómeno de los siguientes explica esa diferencia?

(A). Los enlaces de hidrógeno.
(B). Las fuerzas entre dipolos instantáneos y dipolos inducidos en estas moléculas.
(C). Las fuerzas de orientación (dipolo-dipolo).
(D). El menor carácter iónico del enlace en el I₂ que en el F₂.

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19. De los siguientes enunciados, referidos a los metales, señale el que considere correcto:

(A). Su conductividad eléctrica aumenta con la energía de ionización.
(B). El número de coordinación de los cristales metálicos es típicamente alto.
(C). La teoría que mejor explica las propiedades eléctricas de los metales es la del campo cristalino.
(D). Todos los metales, sin excepción, son sólidos cristalinos en condiciones normales de presión y temperatura.

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20. De los cuatro tipos de sólidos, ¿cuáles tienen, por lo general, más bajos puntos de fusión?

(A). Iónicos
(B). Atómicos
(C). Metálicos
(D). Moleculares

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21. De los siguientes óxidos, ¿cuál tendrá un punto de fusión más bajo?

(A). MgO
(B). SiO₂
(C). Al₂O₃
(D). SO₃

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22. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Se dispone de tres óxidos de hierro diferentes cuyos análisis elementales revelan que contienen, respectivamente, el 69,9 %, el 72,4 % y el 77,7 % de Fe. Sabiendo que el peso atómico del Fe es 55,85 y el del oxígeno 16,00, ¿cuáles son las fórmulas empíricas de los tres óxidos, en el orden dado?

(A). FeO, Fe₂O, Fe₃O
(B). Fe₂O, Fe₂O₃, Fe₃O₄
(C). Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeO
(D). Fe₂O, FeO₃ y Fe₂O₃

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23. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). ¿Cuál es la proporción de masas de oxígeno que se combinan con una cantidad fija de hierro en los tres compuestos?

(A). 1 : 2 : 3
(B). 1 : 3 : 4
(C). 9 : 8 : 6
(D). 30,1 : 27,6 : 22,3

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24. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). ¿Qué ley ilustran estos datos?

(A). Ley de las proporciones definidas.
(B). Ley de las proporciones múltiples.
(C). Ley de Boyle-Mariotte.
(D). Ley de Avogadro.

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25. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). (En estos ejercicios, considérese que se trata con gases ideales). Una mezcla de 14 g de nitrógeno, 40 g de argón y 44 g de un gas desconocido ocupa un volumen de 99,9 L bajo una presión de 1 atm a una temperatura de 25 ºC. ¿Cuál es la masa molecular del gas desconocido? (Pesos atómicos: N = 14, Ar = 40).

(A). Se obtiene un valor muy próximo a 21.
(B). Se obtiene un valor muy próximo a 17.
(C). Se obtiene un valor comprendido entre 28 y 44.
(D). El valor que se obtiene no concuerda con ninguna de las otras respuestas.

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26. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). Si se retiran los 40 g de argón manteniendo constantes la temperatura y el volumen, ¿qué valor alcanzará la presión?

(A). El valor que se obtiene está comprendido entre 560 y 590 mmHg.
(B). Seguirá siendo de 1 atm.
(C). En torno a 0,5 atm.
(D). Se obtiene un valor que no concuerda con ninguna de las otras respuestas.

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27. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS).  A la mezcla inicial (nitrógeno + argón + tercer gas) se añaden 14 g de un cuarto gas cuya fórmula empírica es CH₂. Si se mantiene la presión a 1 atm y la temperatura a 25 ^oC, ¿se puede calcular el volumen que ocupará la nueva mezcla? (Pesos atómicos: C: 12; H: 1).

(A). Sí, se obtiene un valor comprendido entre 99,9 y 120 L.
(B). Sí, se obtiene un valor comprendido entre 120,01 y 130 L.
(C). Sí, se obtiene un valor comprendido entre 130,01 y 140 L.
(D). No.

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28. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS SIGUIENTES ESTÁN RELACIONADAS). Un átomo de hidrógeno que se encuentra en su estado electrónico fundamental se excita y pasa a un estado tal que su electrón se coloca en el orbital 3p_x. ¿Cuáles de las siguientes serían las configuraciones electrónicas del átomo de hidrógeno antes y después de la excitación?

(A). 1s¹ y 3s¹, respectivamente
(B). 1s⁰ y 3p¹, respectivamente
(C). 1s¹ y 3p¹, respectivamente
(D). 3p¹ y 3p_x¹, respectivamente

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29. (ESTA PREGUNTA, LA ANTERIOR Y LA SIGUIENTE ESTÁN RELACIONADAS). ¿Qué energía es necesaria para excitar al electrón del átomo de H desde el estado electrónico fundamental al estado en que el electrón se halla en el orbital 3p_x? (Datos: la ecuación de Rydberg es: ṽ = R_H [(1/n₁²) – (1/n₂²)]; la constante de Planck es 6,626·10^–34J s; la velocidad de la luz es 2,998·10⁸ m/s; la constante de Rydberg para el hidrógeno vale 1,097·10⁷ m^–1).

(A). 1,9·10^–18 J
(B). 6,626·10^–15J
(C). 0,975 J
(D). No se puede calcular porque se desconoce la energía del orbital 3p_x.

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30. (ESTA PREGUNTA Y LAS DOS ANTERIORES ESTÁN RELACIONADAS). Cuando el electrón de un átomo de hidrógeno pasa desde el orbital 3d_x²–y² al orbital 3p_x…

(A). se absorbe un fotón de 3·10^–16 J de energía.
(B). no hay cambio de energía neto.
(C). se emite un fotón de 1,2·10^–17 J de energía.
(D). se emite un fotón de 6,626·10^–15J de energía.