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TEMA: QUIMICA GENERAL 1. La molaridad y la normalidad de una disolución pueden tener el mismo valor, siempre que: R: La valencia del soluto sea 1 2. En una reacción química en la que todas las especies que intervienen son gaseosas: a. Los volúmenes de las sustancias que intervienen guardan una proporción definida y constante b. Los volúmenes de las sustancias que intervienen dependen de la presión y la temperatura c. Las opciones a y b son correctas (respuesta) 3. En una reacción química entre reaccionantes en estado sólido, las sustancias que intervienen lo hacen: R: En una proporción definida y constante de sus masas 4. Un mol de una sustancia es: a. La cantidad de la misma que contiene 6,022 × 1023 átomos b. El peso molecular de la sustancia de la que se trate c. Las opciones a y b son falsas (respuesta) 5. Si tomamos la mitad del volumen de una determinada disolución de un cierto soluto y le añadimos disolvente hasta recuperar el volumen inicial: R: La concentración molar se reduce a la mitad 6. Una disolución: a. Es una mezcla homogénea b. Es una mezcla formada por dos o más sustancias puras en una determinada proporción c. Las opciones a y b son correctas (respuesta) 7. En un vaso de agua tenemos 340 cm3, cuantos decímetros cúbicos hay: R: 0,34 dm3

1dm3 340cm  340ml  340ml  3  340  10 3 dm3  0,34dm3 10 ml 3

8. Una sustancia tiene una densidad de 1200 kg/m3 y una masa de 24 kg; ¿cuál es su volumen? R: 0,02 m3

d

24 m m V    0,02m 3 V d 1200

9. Una sustancia tiene una densidad de 800 kg/m3 y un volumen de 0,5 m3; ¿Cuál es su masa? R: 400 Kg

d

m  m  d  V  800  0,5  400Kg V

10. Una solución que tiene la capacidad para disolver más soluto es denominada R: Insaturada 11. La siguiente tabla muestra algunas propiedades físicas de 5 sustancias a 25°C. Punto Solubilidad Punto de Masa de Densidad Sustancia ebullición molar fusión (g/mL) (°C) (g/moL) Agua Eter (°C) X 50 100 0,65 30 No Si T 40 110 1,21 40 Si No W -10 70 0,83 15 Si No R 15 120 0,92 25 No Si Q 137 270 1,02 20 Si No

Un recipiente contiene una mezcla preparada con las sustancias X, T y Q. Para separar esta mezcla se empleará el procedimiento que se muestra en el diagrama siguiente:

MEZCLA Agregar agua, agitar y filtrar

Filtrado 1

Solido 1

Evaporar solvente y calentar hasta 120°C

Gas 1

Solido 2

a). De acuerdo con la información de la tabla y del procedimiento de separación, la adición de agua a la mezcla y la filtración permiten la separación de sustancias A. Sólidas con puntos de fusión altos. B. Sólidos insolubles en agua. C. Líquidas de diferente densidad. D. Líquidas miscibles en agua. (respuesta) b) De acuerdo con la información de la tabla y del procedimiento de separación, es correcto afirmar que el gas 1 y el sólido 2 corresponden, respectivamente, a las sustancias A. B. C. D.

Q y T. T y Q. (respuesta) X y Q. T y X.

c) En un recipiente se colocan las sustancias R, W y Q, se cierra herméticamente y se aumenta la temperatura hasta 80°C. De acuerdo con la información de la tabla, es correcto afirmar que a 80°C las sustancias R, W y Q se encontrarán, respectivamente, en estado

A. Líquido, gaseoso y sólido. (respuesta) B. Líquido, líquido y sólido. C. Sólido, líquido y gaseoso. D. Gaseoso, sólido y líquido. d) Para obtener una solución, se deben mezclar las sustancias A. B. C. D.

X y Q con éter. W y X con éter. R y Q con agua. T y W con agua. (respuesta)

e) En determinadas condiciones de presión y temperatura, las sustancias W y Q reaccionan para producir la sustancia R, de acuerdo con la siguiente ecuación. 2W + Q

2R

De acuerdo con la información de la tabla y la ecuación anterior, es correcto afirmar que para obtener 150 g de la sustancia R es necesario hacer reaccionar A. 60 g de W y 60 g de Q. B. 90 g de W y 60 g de Q. (respuesta) C. 15 g de W y 20 g de Q. D. 30 g de W y 20 g de Q.

12. La oxidación del monóxido de nitrógeno (NO) ocurre rápidamente según la reacción: 2 NO (g) + O2 → 2 NO2 (g) ¿Cuál sería la forma de reducir la velocidad de esta reacción? R: Disminuyendo la presión de O2

13. En la siguiente gráfica se muestra la relación entre [H+] y pH para varias sustancias.

1. Se requiere neutralizar una solución de NaOH, para ello podría emplearse A. Amoníaco. B. Agua. C. Leche de magnesia. D. Jugo gástrico. (respuesta) 2. Si el NaOH 1 M (hidróxido de sodio) es una base fuerte y el agua una sustancia neutra, es probable que la leche agria sea A. Una base débil. B. Una base fuerte. C. Un ácido débil. (respuesta) D. Un ácido fuerte. 3. Un tanque contiene agua cuyo pH es 7. Sobre este tanque cae una cantidad de lluvia ácida que hace variar el pH. De acuerdo con lo anterior, el pH de la solución resultante: A. Aumenta, porque aumenta [H+]. B. Aumenta, porque disminuye [H+]. C. Disminuye, porque aumenta [H+]. (respuesta) D. Disminuye, porque disminuye [H+].

14. La purificación de cobre generalmente se realiza por medio de electrólisis. La técnica consiste en sumergir en una solución de CuSO 4 una placa de cobre impuro, la cual actúa como ánodo y una placa de cobre puro que actúa como cátodo y luego conectarlas a una fuente de energía, para generar un flujo de electrones a través de la solución y las placas como se observa a continuación

1. El ión Cu2+ cuenta con A. B. C. D.

2 protones más que el átomo de cobre 2 protones menos que el átomo de cobre 2 electrones más que el átomo de cobre 2 electrones menos que el átomo de cobre. (respuesta)

2. De acuerdo con la información, después de llevar a cabo la electrólisis, el cobre puro se encontrará adherido A. Al ánodo B. Al cátodo y al ánodo C. Al cátodo. (respuesta) D. A la superficie del recipiente

15. De acuerdo al modelo atómico propuesto por Bohr la energía de los orbitales sólo pueden tomar ciertos valores restringidos. R: Incorrecto, Bohr habla de órbitas no orbitales. 16. La energía de las órbitas según el modelo atómico por Bohr puede tomar cualquier valor. R: Incorrecto, sólo determinados valores, se tiene que cumplir: mvr = n h/2π 17. El átomo es una masa esférica cargada positivamente donde se insertan los electrones distribuidos de forma uniforme, enunciado por el modelo atómico de: R: Thomson. 18. La profesora les pide a cuatro estudiantes que escriban la configuración electrónica para un átomo con 2 niveles de energía y 5 electrones de valencia. En la siguiente tabla se muestra la configuración electrónica que cada estudiante escribió.

Estudiante

DANIEL

MARIA

JUANA

PEDRO

Configuración 1s22s22p5 1s22s12p4 1s22s22p3 1s12s22p2

De acuerdo con la tabla, el estudiante que escribió correctamente la configuración electrónica es: R: Juana, porque en el nivel 2 la suma de los electrones es 5.

19. Los isótopos son átomos de un mismo elemento, con diferente masa atómica, debido a la diferencia en el número de neutrones. La siguiente tabla muestra información sobre 4 tipos de átomos.

Átomos 1

No. de No. de No. de protones neutrones electrones 1 1 1

2

7

7

7

3

2

2

2

4

7

8

8

1. Es válido afirmar que se constituyen como isótopos los átomos A. B. C. D.

1 y 4. 2 y 4. (respuesta) 1 y 3. 3 y 4.

2. Un ion es una partícula con carga eléctrica (+ o -). De los tipos de átomos descritos en la tabla, es considerado un ion el átomo: A. 2, porque el número de neutrones es igual al de electrones. B. 1, porque el número de electrones es igual al de protones y neutrones. C. 3, porque el número de protones es igual al de neutrones. D. 4, porque el número de protones es diferente al de electrones. (respuesta) 20. Un serio problema ambiental ocasionado principalmente por la combustión de hidrocarburos fósiles es la lluvia ácida, que ocurre, generalmente, por la reacción entre el SO2, el H2O y el O2, formando una solución de H2SO4. Algunas de las reacciones que ocurren durante la formación de la lluvia ácida se representan con las siguientes ecuaciones: 1.

2SO2 + O2

2 SO3

2.

SO3 + H2O

H2 SO4

1. De acuerdo con la segunda ecuación, en la formación de la lluvia ácida ocurre una reacción de: A. Combinación, porque el SO3 reacciona con H2O para generar H2SO4. (respuesta) B. Desplazamiento, porque el azufre desplaza al hidrógeno para formar ácido. C. Descomposición, porque el H2SO4 reacciona para formar SO3 y H2O. D. Oxido-reducción, porque el estado de oxidación del azufre cambia al reaccionar.

2. Los estados de oxidación más comunes para el azufre son +2, +4, y +6. De acuerdo con la primera ecuación es correcto afirmar que el azufre A. Se oxida, porque pierde electrones y aumenta su número de oxidación. (respuesta) B. Se reduce, porque gana electrones y aumenta su número de oxidación. C. Se oxida, porque gana electrones y disminuye su número de oxidación. D. Se reduce, porque pierde electrones y disminuye su número de oxidación.

21. El trabajo realizado al desplazar una masa de 500 g, hasta una altura de

1Km., en las unidades de calorías es: RESPUESTA: 1cal (calorías) equivale a 4,187J

w  mg h 

w  0.5 Kg  9.8 m

 1000 m  4900 J  1170.288 cal

s2

22. El trabajo que puede ser hecho por una masa de 400 g que cae desde una altura de 300 cm, es de: RESPUESTA:

w  m  g  h  w  0.4 Kg  9.8 m s 2  0.3 m  1.176 J 23. El calor específico de una sustancia es Cp = 1.6 cal/gºC., si se calienta una masa de 100 g de dicha sustancia, desde 37ºC hasta 45ºC, la energía transferida es: RESPUESTA: T2

E 

C

esp

T1

 dT  Cv  (T2  T1 )



E  1.6 cal     g º C 100 g (45 37) º C 1280 cal 24. Un sistema que contiene un mol de un gas monoatómico retenido por un pistón, el cambio de energía interna del gas, si q = 50.0 J y w = 100.0 J, es de: RESPUESTA:

E  q  w  E  50.0 J  100.0 J  50.0 J

25. Si en un proceso dado, el cambio neto ó total de energía interna de un sistema es de 100 cal, y el mismo realizó un trabajo de w = 100 cal, cual es el calor transferido al sistema: RESPUESTA:

E  q  w 

q  E  w  100 cal  100 cal  q  200 cal 26. El valor de q, para el cambio en energía interna de un gas ideal, durante un proceso dado fue de E = 0 y el trabajo realizado fue de 100 cal es de: RESPUESTA:

E  q  w , pero E=0  q  w 

q  100 cal

27. Al ocurrir un cambio de estado en un sistema, si q = 0 y E = 545 cal/mol, el trabajo realizado es de: RESPUESTA:

E  q  w pero q=0 

E   w



w  545 cal mol

28. Al expandirse repentinamente (irreversiblemente) un mol de un gas ideal desde un volumen inicial de V1 hasta 3 veces su volumen, V2 = 3V1, desde una temperatura inicial de 273.16 K y a una presión constante de 1.0 atm, el trabajo realizado es de: RESPUESTA: 1atm.L equivale a 101,325 joules V2

w   Pext dv  Pext  (V2  V1 ) V1



w  1atm  (67.194  22.398)l  44.796l  atm  4538.9547 J 29. El volumen final ocupado por un mol de un gas ideal, inicialmente a 0ºC y a 1 atm, si es sometido a un proceso isotérmico donde q = 500.0 cal, es: RESPUESTA: E  0cal  isotérmico E  q  w , como E = 0 

V f  43.059l

q  w  w  500cal  20.661l  atm

30. La combustión del CO gaseoso, a 25 ºC, tiene un E = -67.33 Kcal. Calcule el cambio de entalpía para el proceso: CO (g) ½ O2  CO2 (g). RESPUESTA:

n  1  1  0.5  0.5

H  E  PV  E  RTn H   67330 cal  1.986 cal

mol  K

 298.15 K   0.5  67626.063 cal

31. Calcule el calor desprendido al ser quemados 4.00 g de metano (CH4 25 ºC y volumen constante, si el H comb =-212.18 Kcal/mol.

mol

(g)),

a

RESPUESTA:

H  Hˆ comb  n  212.18 Kcal mol 

4g  53.045 Kcal g 16 mol

CH4 + 2 O2  CO2 + 2H20

n  1  2  1  2   0  E = H  q = -53.045 Kcal

32. Cuando se añade un catalizador a un sistema: a) La variación de entalpía de la reacción se hace más negativa, es decir, la reacción se hace más exotérmica y por lo tanto más rápida. R: No, pues la entalpía de la reacción es función de estado y sólo depende del estado inicial y final del sistema, en donde no aparece el catalizador. b) La variación de energía estándar de Gibbs se hace más negativa y en consecuencia aumenta su velocidad. R: No, pues la energía libre de Gibbs también es función de estado y no varía por la presencia de catalizadores. Varía la velocidad porque varía la energía de activación.

c) Se modifica el estado de equilibrio. R: No, los catalizadores no influyen en el equilibrio, pues las constantes del mismo sólo dependen de las concentraciones o presiones parciales de reactivos y productos y de los coeficientes estequiométricos de las ecuación global ajustada. d) se modifica el mecanismo de la reacción y por ello aumenta la velocidad de la misma. R: Si, pues el catalizador cambia el mecanismo por el que transcurra la reacción, y por tanto Ea, con lo que cambia también la constante de velocidad, y por tanto la velocidad de la reacción. 33. Calcule el cambio de entalpía, en cal, al expandir reversiblemente un mol de un gas ideal, desde un volumen inicial V1 hasta dos veces su volumen (V2 = 2V1) desde una temperatura inicial de 273.15 K y a una presión constante de 1.0 atm. RESPUESTA: T2

 H  n  Cpdt  n  Cp  T  n  CpT 2  T1   T1

5 H  1 mol   1.986 cal mol  K  (543.32  273.16) K  1356.239 cal 2 34. Una reacción química en una mezcla gaseosa a 300 ºC disminuye el número de moles de especies gaseosas en 0.35 moles. Si el cambio en energía interna es de 5.70 Kcal, calcule el cambio de entalpía. Asuma que los gases se comportan idealmente. RESPUESTA:

H  E  PV  E  RTn H  5700 cal 1.986 cal

mol  K

 573.15 K   0.35  5301.603 cal

TEMA: QUIMICA ORGÁNICA 35.- Los monómeros de las proteínas se conocen como: R: Aminoácidos 36.- El compuesto orgánico, según la formula química se conoce con el nombre de:

CH3

R: Metil ciclopentano 37.- Los grupos funcionales presentes en la siguiente molécula son. HO-CH2CH2-O-CH2CH2-COOH R: éter; ácido carboxílico; alcohol 38.- Formula: 1) 3–metil–butanal; 2) ácido 2-cloro-3-butenoico; p-hidroxifenol Respuesta:

1) CH3–CH–CH2–CHO CH3

2) CH2=CH–CHCl–COOH

39.Nombra: 1) CH3-CH=CH-COOCH3; 3) CH3-CHI-CH2-NH-CH2-CH3; 4) CH3-CH(NH2)-COOH. Respuesta: 1) 2-butenoato de metilo 3) etil-2-yodopropilamina

2)

CH3-O-CH2-CH3;

2) etil-metil-éter 4) ácido 2-amino-propanoico

40.-Dados los compuestos 2-metilbutano y 2-pentanona. Escribe para cada uno de ellos qué tipo de isómeros pueden presentar.

Respuesta: 2-metilbutano: isómeros de cadena (pentano y dimetilpropano) 2-pentanona: isómero de posición (3-pentanona) isómeros de función [pentanal, pentenol

41.- Dado los siguientes compuestos:

Las que representan hidrocarburos saturados son: A. B. C. D.

1 y 3 (respuesta) 2y4 3y4 1y2

TEMA: QUIMICA GENERAL

1. La densidad de un tablón de madera es de 0,8 g/cm 3. ¿Cuál será esta densidad en unidades del sistema internacional?. Si el citado tablón tiene 20 cm de ancho y 10 cm de alto y su masa es de 10 Kg, ¿Cuál es el largo? RESPUESTA:

d  0,84

g g 1Kg 106 cm 3 Kg 0 , 84     840 m3 cm 3 cm 3 10 3 g 1m 3

m m 10 V    0,012m 3 V d 840 1m  0,2m ancho  20 cm  20 cm  2 10 cm 1m alto  10cm  10cm  2  0,1m 10 cm d

V  ancho  l arg o  alto l arg o 

0,012 10 2 cm V   0,6 m  0,6 m   60cm ancho  alto 0,2  0,1 1m

2. Una muestra de 30 g de Zn metálico con impurezas reaccionó exactamente con 75 ml de ácido clorhídrico, HCl, de densidad 1,18 g/ml y 35% de riqueza en peso. ¿Cuál es el porcentaje de cinc metálico en la muestra? La ecuación de la reacción es

Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2

RESPUESTA: Lo primero es calcular la masa de HCl que ha reaccionado. De la definición de densidad,

d

m  m  d  V  1,18 g/ml  75 ml  88,5 g de ácido V 35  88,5 g  31 g de ácido puro 100

De los cuales, sólo el 35% es puro,

La ecuación ajustada nos da la proporción en la que reaccionan las sustancias: 1 mol de Zn (65,4 g) reaccionan con 2 moles de ácido clorhídrico (2 × 36,5 = 73 g). Por tanto, los 31 g de HCl reaccionarán con una cierta cantidad de Zn,

65,4 g Zn x 31 g HCl 65,4 g Zn  27,8 g de Zn  x 73 g HCl 31 g HCl 73 g HCl Por tanto, dejan de reaccionar decir,

30 g – 27,8 g = 2,2 g de impurezas. Es

27,8 g  100 % 30 g Zn 27,8 g Zn  92,7 %  y 100 % y 30 g

3. Se ha preparado una disolución agregando 50 g de ácido fosfórico, H 3PO4, hasta obtener un volumen total de disolución de 2500 ml. A partir de las correspondientes masas atómicas, calcular la molaridad y normalidad de la disolución preparada. RESPUESTA: Por definición, la molaridad M se define como el número de moles de soluto por litro de disolución,

M

n V

teniendo en cuenta que el número de moles, n, se calcula dividiendo la masa, m, de la sustancia de que se trate entre el peso molecular, PM, de dicha sustancia, la expresión anterior queda

m n m M   PM  V V PM  V El peso molecular, PM, del H3PO4 es 1×3 + 31×1 + 16×4 = 98 g/mol. Es decir, que 1 mol equivale a 98 g. Además, la valencia del H3PO4 es 3. Por tanto, a partir de la expresión anterior,

M 

m 50 g   0,204 mol/l PM  V 98 g/mol  2,5 l

Por definición, la normalidad N se define como el número de equivalentes gramo de soluto por litro de disolución,

N

nº eq V

Además, un equivalente gramo de una sustancia es el cociente entre el Peso Molecular de dicha sustancia y su valencia,

eq 

PM v

Para calcular el número de equivalentes habrá que dividir la masa de la sustancia por el valor de un equivalente gramo,

nº eq 

m eq

Por tanto, a partir de la definición de Normalidad,

m nº eq eq m m mv 50  3       0,612 eq/l N  V V eq  V PM PM  V 98  2,5 V v

4. En una habitación de 3.00 m x 3.00 m y una altura de 2.10 m, se detectó la presencia de polvo en suspensión, finamente dividido. Este, al ser aislado, pesó 12.65 g. ¿Cuál era la concentración del polvo en suspensión en ppm?. RESPUESTA:

Entonces, para el volumen total, Vt: Vt = 3.00 m x 3.00 m x 2.10 m = 18.9 m3 pero 1.0 m3 = 1000 L = 1.0 x 103 L Por lo tanto: Vt = 18.9 m3 (1.0 x 103 L/ m3) = 18.9 x 103 L

Luego, para el polvo: m = 12.65 g pero 1.0 g = 1000 mg = 1.0 x 103 mg Por lo tanto: m = 12.65 g (1.0 x 103 mg/g) = 12.65 x 103 mg

Finalmente: 12.65 x 103 mg de polvo = 0.67 ppm

ppm = 18.9 x 103 L de solución

5. La fórmula del etanol es CH3-CH2OH. A partir de las correspondientes masas atómicas, determina su composición centesimal. RESPUESTA: La fórmula del etanol es C2H6O, cuyo peso molecular es 12 × 2 + 1 × 6 + 16 × 1 = 46 u. De este peso molecular, 24 u corresponden al carbono, 6 u al hidrógeno y 16 u al oxígeno. Por tanto, podemos calcular el porcenta...