Olimpiada Peruana de Química NIVEL BÁSICO 2010
Nombre del Alumno:
Código:
____________________ ____________________
Escriba su nombre y código de alumno solamente en la parte de identificación desglosable de la hoja de respuestas y en la parte superior de esta carátula.
LA PRUEBA CONSTA DE 40 PREGUNTAS. DURACIÓN DE LA PRUEBA: 2 horas. CÓMO RENDIR LA PRUEBA:
Junto con el cuadernillo de preguntas has recibido una hoja de respuestas. La hoja de respuestas tiene cuatro espacios para cada pregunta marcados con las letras A, B, C y D. Los cuatro espacios con sus letras corresponden a las cuatro opciones de respuestas.
Una vez elegida tu respuesta, rellena con lápiz negro el espacio de la letra correspondiente, sin sobrepasarlo. La marca debe ser suficientemente oscura. Usa lápiz blando.
Evita marcar en otros lugares o manchar con lápiz fuera de los lugares indicados. indicados. Cuando cometas un error al marcar, debes borrar perfectamente la marca mal hecha. Para no manchar limpia primero el borrador .
No pierdas tiempo. Si algunas preguntas te parecen muy difíciles, no te angusties. Pasa a la siguiente y contesta las que encuentres fáciles.
No adivines. Si no puedes resolver alguna pregunta, pásala por alto, pues las respuestas incorrectas tienen un valor negativo (-1). Las respuestas correctas tienen un valor de cuatro (4) puntos y las respuestas en blanco no te restan puntos.
No marques por ningún motivo dos o más opciones , pues ello será considerado como respuesta equivocada.
Está permitido el uso de calculadora.
No está permitido el uso de tabla periódica.
Debes entregar al terminar la Prueba a) el cuadernillo de preguntas1 y b) la hoja de respuestas.
1
Ninguna parte de este material de evaluación, incluido el diseño de la cubierta, puede ser reproducida, almacenada o transmitida de ninguna forma, ni por ningún medio, sea este electrónico, químico, mecánico, electro-óptico, grabación o fotocopia o cualquier otro, sin la previa autorización por parte del COMITÉ PERMANENTE DE ORGANIZACIÓN.
Página 1 de 11
Olimpiada Peruana de Química Nivel Básico – Fase 2 El proceso de selección está en su fase final. Analiza con mucha atención cada uno de los ejercicios, controla el tiempo, realiza los cálculos con sumo cuidado…… ¡Buena suerte!
1. Para la siguiente estructura, O
OH
HO
O OH
la fórmula global es: a. b. c. d.
C15H18O5 C17H20O5 C16H20O5 C16H16O5
2. El nombre IUPAC del siguiente compuesto es: Cl
Cl CH3
a. b. c. d.
1,3-Dicloro-4-metilbenceno 1-Metil-2,4-diclorobenceno 1-Cloro-3-cloro-4-metilbenceno 1,5-Dicloro-2-metilbenceno
3. De los siguientes aminoácidos: (i) CH3CH(NH2)COOH, (ii) CH2(OH)CH(NH2)COOH, (iii) CH2(NH2)COOH son quirales: a. b. c. d.
i ii i y ii todos
Página 2 de 11
Olimpiada Peruana de Química 4. El acetileno (C2H2) es un hidrocarburo usado en soldaduras, ya que libera una gran cantidad de calor al quemarse. Para la combustión de 1 kg de acetileno,: a. b. c. d.
se forma un único producto se requieren 3,08 kg de oxígeno se forman 4 moles de CO2 la reacción tiene un ΔH°>0
5. Un alcohol tiene la siguiente composición: C = 52,15%; H = 13,13%; O = 34,72%. Si la fórmula molecular coincide con la empírica, el alcohol es: a. b. c. d.
C2H5OH CH3OH C3H7OH C4H9OH
6. De los siguientes compuestos, indique el más soluble en agua: a. b. c. d.
CO2 CH3OCH3 CH3(CH2)8CH2OH CH3CH2OH
7. Completar los espacios en blanco en el siguiente enunciado: “La reacción de _______ se utiliza (i) para producir un compuesto ______________ a partir de un ácido carboxílico y un alcohol. La (ii) reacción tiene siempre somo segundo producto el compuesto ______________ ”. (iii) a. b. c. d.
(i) saponificación, (ii) éster, (iii), H2O (i) esterificación, (ii) éster, (iii) H2O (i) esterificación, (ii) amida, (iii) NH3 (i) esterificación, (ii), éster, (iii) CH3OH
8. Considerando los siguientes equilibrios (todos en medio acuoso): +
Ag
(ac)
AgCl AgCl
+
(ac)
+
Cl (ac)
AgCl
Cl (ac) +
(s)
Ag
(ac)
+
K = 2,0 x 103
(ac)
AgCl 2 (ac)
K = 9,3 x 101
Cl (ac)
K = 1,8 x 1010
Calcule el valor numérico de la constante de equilibrio para la reacción: AgCl
a. b. c. d.
1,86 x 106 1,674 x 10−8 3,6 x 10−7 2,8 x 106
(s)
AgCl(ac)
Página 3 de 11
Olimpiada Peruana de Química 9. ¿Cuál será más soluble (en términos de moles de metal disueltos por litro de solución)? Ba(IO3)2 (K ps = 1,5 x 10−9) ó Ca(IO3)2 (K ps = 7,1 x 10−7) a. b. c. d.
Ca(IO3)2 Ba(IO3)2 ambos son igual de solubles no se puede determinar
10. Si se disuelve NaBr en agua, ¿la solución será ácida, básica o neutra? a. b. c. d.
ácida básica neutra no se puede determinar
11. Si se disuelve acetato de sodio, CH3COO−Na+, en agua, ¿la solución será ácida, básica o neutra? a. b. c. d.
ácida básica neutra no se puede determinar
12. Utilice la constante del producto de solubilidad para calcular la solubilidad (expresada en moles por litro) del CuBr en agua. El K ps del CuBr es 5,0 x 10 −9. a. b. c. d.
5,0 x 10−9 M 7,1 x 10−5 M 2,5 x 10−9 M 0,7 x 104 M
13. Complete la f rase: “una solución es ácida si _______________”. a. b. c. d.
contiene sólo iones hidronio (H3O+) contiene sólo iones hidroxilo (OH−) la cantidad de iones hidroxilo es menor que la de iones hidronio tiene más iones hidronio que moléculas de agua
14. Identifique el ácido de Brønsted-Lowry en la reacción: KCN + HI
a. b. c. d.
HCN + KI
KCN HI ninguno es un ácido de Brønsted-Lowry ambos pueden actuar como ácido de Brønsted-Lowry
Página 4 de 11
Olimpiada Peruana de Química 15. Calcule la concentración de H+ y el pH de una solución de HNO3 0,010 M. a. b. c. d.
5 x 10−3 M; 1,0 0,10 M; 2,0 0,010 M; 1,0 0,010 M; 2,0
16. Calcule la absorbancia de una solución 0,00240 M de una sustancia cuya absortividad molar es 313 M−1 cm−1 en una cubeta de 2,0 cm de paso. a. b. c. d.
1,5 2,4 3,1 6,4
17. Calcule cuántos mililitros de una solución acuosa de yoduro de potasio, KI, 0,10 M se necesitan para reaccionar con 40 mL de otra solución acuosa de Hg2(NO3)2 0,04 M si la reacción es: Hg22+ + 2 I
a. b. c. d.
Hg2I2(s)
16,0 mL 24,0 mL 32,0 mL 64,0 mL
18. Una alícuota de 50 mL de una muestra de La 3+ fue tratada con oxalato de sodio para precipitar La2 (C2O4)3 peso molecular 541,82. Si se obtuvo 0,813 g del sólido, ¿cuál era la concentración molar de La3+ en la muestra? a. b. c. d.
0,06 0,08 0,15 0,30
19. La radiación solar está formada por diversos tipos de ondas electromagnéticas dañinas, como la radiación ultravioleta UV-B (longitud de onda entre 290 nm y 320 nm) y la ultravioleta UV-A (longitud de onda entre 320 nm y 400 nm). Indique qué afirmación es verdadera. a. Estaremos bien protegidos de las dos radiaciones si usamos un bloqueador solar que impida el paso de ondas electromagnéticas con frecuencias entre 9,6 x 1014 s –1 y 7,60 x 1014 s –1. b. La radiación ultravioleta UV-A es más dañina porque tiene más energía que la radiación ultravioleta UV-B. c. Un fotón con una energía de 6,63 x 10 –19 J es del tipo UV-B. d. Un fotón con una energía de 4,25 x 10 –19 J es del tipo UV-A.
Página 5 de 11
Olimpiada Peruana de Química 20. Dadas las siguientes cuatro moléculas, (i) Cl2O, (ii) SCl2, (iii) CCl4 y (iv) NCl3 escoja la respuesta verdadera: a. b. c. d.
Todas son moléculas polares. Las moléculas (ii) y (iv) presentan geometría piramidal. El átomo central de todas las moléculas presenta hibridación sp3. Las moléculas (iii) y (iv) presentan fuerzas intermoleculares tipo dipolo-dipolo.
21. Se dice que un átomo se encuentra energéticamente excitado cuando… a. … al menos uno de sus electrones ha invertido su momento dipolar nuclear por absorción de energía. b. … al menos uno de sus electrones se ha promocionado por absorción de energía a un orbital más alejado del núcleo. c. …al menos un electrón d el átomo ha absorbido energía y pasa de un orbital 3s2 a otro orbital 3s3. d. … al menos uno de sus electrones ha saltado del un orbital con número cuántico n a otro con número n-1. 22. Elija la respuesta en la que se indique que los siguientes átomos están en orden decreciente de energía de ionización: 37Rb, 8O, 13 Al, 16S, 12Mg. a.
37Rb
> 12Mg > 13 Al > 16S > 8O.
b.
8O
>
37Rb
c.
8O
> 16S > 13 Al > 12Mg > 37Rb.
d.
8O
> 13 Al > 16S > 12Mg > 37Rb
> 13 Al > 16S > 12Mg
23. De las cuatro respuestas dadas, indique la que mejor defina la diferencia entre núm ero de masa y masa atómica. a. Número de masa es el peso redondeado a un número entero mientras que la masa atómica es un número que puede ser fraccionario y mide el peso del átomo. b. El número de masa es la suma de neutrones mas electrones y la masa atómica es el peso de 1 mol de gramos. c. La masa atómica nos da el valor del peso de un átomo y el número de masa indica la abundancia de la masa del átomo. d. La masa atómica nos da el valor del peso de un átomo y el número de masa es la suma de sus protones mas neutrones. 24. Dado el siguiente átomo a. b. c. d.
75 33 As,
indique la respuesta válida:
Tiene 33 neutrones y 42 protones. Tiene el mismo número de electrones que de protones. Tiene una masa atómica de 75 g en un mol. Es un isótopo del átomo 7534Se.
Página 6 de 11
Olimpiada Peruana de Química 25. Dadas las siguientes sustancias iónicas: KCl, NaCl, RbCl, MgO y MgCl 2, determine el orden esperado de su punto de fusión (de mayor a menor): a. NaCl > KCl> RbCl> MgCl2 > MgO b. MgO > KCl> NaCl > RbCl> MgCl2 c. MgO > RbCl> MgCl2 > KCl> NaCl d. MgO > MgCl2 > NaCl > KCl> RbCl 26. Un metal recién fundido tiene un color rojo muy característico debido a la emisión continua de luz por sus electrones al saltar de niveles de alta energía a sus niveles basales. Si el color rojo tiene asociada una longitud de onda de λ= 675 nm, indique cuál de todas es la afirmación correcta. a. b. c. d.
Si se calienta más, el metal podría ser capaz de volverse naranja (λ= 635 nm).
La luz que emiten los átomos metálicos tiene una frecuencia de 4,44 x 1012 s-1. La energía de un fotón de luz roja es 2,947 x 10 –17 J. Ninguna de las respuestas anteriores es la correcta.
27. En la siguiente tabla se dan datos de número de electrones, protones y neutrones de diversos elementos. Indique qué respuesta de las indicadas debajo es cierta.
a. b. c. d.
Átomo o ión de elemento
A
D
E
G
H
J
L
# de electrones
5
10
18
28
36
4
9
# de neutrones
5
7
20
36
46
6
10
# de protones
5
7
19
30
35
5
9
El elemento D y el elemento H se encuentran como iones cargados positivamente. El elemento J es un isótopo del elemento A. Los elementos A, G y L se encuentran en estado neutro. El elemento E se encuentra como un ión cargado negativamente.
28. ¿Cuántos isómeros existen para el dinitrobenceno? a. b. c. d.
1 2 3 4
Página 7 de 11
Olimpiada Peruana de Química 29. Cuando el C6H5COOH reacciona con el CH 3CH2OH, uno de los productos obtenidos es a.
H
H
H
O
C
C
C
H
H
b.
O
H
H
C
C
C
H
H
O C
c.
d.
O
H
H
C
C
H
H
OH
H
H
H
C
C
H
H
H
H
30. Analice las siguientes especies: A)
CH3CH2OH
B) CH3COCH3
C) CH3CO2
Si se ordenara las especies indicadas según la longitud de los enlaces carbono-oxígeno presentes en ellas, el orden sería: a. A < B < C b. B < C < A c. A < C < B d. C < B < A 31. El ibuprofeno tiene la siguiente estructura:
OH
O
Página 8 de 11
Olimpiada Peruana de Química Su fórmula molecular es a. C13H15O2 b. C10H10O2 c. C13H18O2 d. C12H15O2 32. El carbono constituye alrededor del __% de la masa total del ibuprofeno. a. 39,4 b. 75,7 c. 46,8 d. 82,1 33. ¿Cuántos isómeros tienen la fórmula molecular C4H10O? a. 4 b. 5 c. 6 d. 7 34. El nombre IUPAC del isooctano ( CH3C(CH3)2CH2CH(CH3)2 ) es a. 2,4,4-trimetilpentano b. 2,4-dimetilhexano c. 2,2,4-trimetilpentano d. 2,2-dimetilhexano 35. Un recipiente de 1 L contiene 4 g de H2(g) , 28 g de N2(g) y 2 moles de He (g) a 25°C, es correcto: a. b. c. d.
Las presiones parciales son iguales. El He tiene la menor presión parcial. La fracción molar del N2 es la mayor. La presión parcial del H2 es igual a la del He.
36. Si un sistema libera 135 kJ de calor y su entorno realiza un trabajo de 228 kJ sobre el mismo, el sistema: a. b. c. d.
Disminuye su energía interna en 363 kJ Disminuye su energía interna en 93 kJ Incrementa su energía interna en 363 kJ Incrementa su energía interna en 93 kJ
Página 9 de 11
Olimpiada Peruana de Química 37. De los siguientes procesos, el que ocurre con disminución de entropía del sistema, a 25°C, es: a. CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) b. HCl(ac) + NaOH(ac)
° H 298K =
NaCl(ac) + H2O(l)
-55,9 kJ
° G 298K =
-79,4 kJ
c. H2S (g) + NH3(g) NH4HS(s) d. 2C(S) + O2(g)
2CO(g)
38. En la electrólisis de 4 L de Na 2SO4(ac) 0,1 M, utilizando una corriente de 25 A durante 3 horas y electrodos inertes. I.
En el proceso han intervenido 2,79 F
II.
Se depositó sodio (Na) en el cátodo
III.
Disminuye la concentración de iones sulfato SO4-2 (ac)
IV.
La semirreacción anódica es:
H2O(l)
2H+(ac) + 2e- + ½ O2(g)
Es (Son) verdadero(s): a. b. c. d.
I, III y IV I y IV Sólo III Sólo IV
39. El etanol, C2H5OH(l), en presencia de oxígeno, O2(g) , se oxida y se transforma en ácido acético, CH3COOH(l) y agua, H2O(l). Si la combustión de 20 g de etanol libera 142,6 kcal y la combustión de 15 g de ácido acético libera 52,05 kcal, la entalpía de la reacción de transformación de 1 mol de etanol a ácido acético es: a. + 119,8 kcal b. – 119,8 kcal c. – 536,2 kcal d. + 536,2 kcal 40. Un compuesto de cloro y mercurio contiene 84,97 % de Hg (masa atómica = 200,1 uma). Cuando 2 gramos de este compuesto se evaporan en un recipiente de volumen 0,123 L a 77°C, la presión es de 1,01 atm. La fórmula molecular de dicho compuesto es: a. b. c. d.
HgCl2 HgCl Hg2Cl2 Hg2Cl
Página 10 de 11
Olimpiada Peruana de Química FÓRMULAS Y CONVERSIONES c2 = k2 P2
P1 = P1* x1
Kf = ( R Tf 2 M1 ) / Hfusión
Keb = ( R Teb2 M1 ) / Hvaporización
R = 0,082 L atm mol-1 K-1 = 8,314 J mol-1 K-1
=
(i – 1) / ( – 1)
T f =
Kf m i
Teb =
F = 96 500 coulomb / mol = 96 500 J V-1 mol-1 G
o
= - n F Eo
G
=-nFE=
G
o
Keb m i
=
/ C
+ R T Ln Q
1 atm = 760 torr = 760 mmHg
ln
A0 kt A
1
1
A A0
kt
A A 0 kt
E = h· E n 2,18 10
18
1 2 J n 8
c =·
c = 3 x 10 m/s
NA = 6,022 x 10 h
– 34
= 6,626 x 10
23
J s
Página 11 de 11 Lima, 13 de noviembre de 2010
