XXIII OLIMPIADA ESTATAL DE QUÍMICA: MICHOACÁN.

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XXIII OLIMPIADA ESTATAL DE QUÍMICA (MICHOACÁN) Por favor no contestes nada en este cuestionario. Utiliza la hoja de respuestas. No olvides anotar claramente en tu hoja, tu número de clave y datos personales. POR FAVOR, LEE TODOS LOS INCISOS ANTES DE CONTESTAR LA PREGUNTA Puntuación por pregunta: correcta 1 pto., sin contestar 0 ptos., incorrecta: -0.5 pto. 1. El elemento X en concentraciones elevadas es tóxico para los humanos, pero en bajas concentraciones es esencial para la vida. El símbolo del elemento X cuyos átomos contienen 24 protones para el isótopo que tiene 28 neutrones es: a)

Cr

52 24

b)

Ni

59 28

c)

Mg

24 12

d)

Si

28 14

2. El cloro tiene dos isótopos que se encuentran en la naturaleza: el 1735Cl con una abundancia del 75.77% y masa isotópica de 34.969 uma, y el 1737Cl con una abundancia del 24.23%, y masa isotópica de 36.966 uma. ¿Cuál es la masa atómica del cloro? a) 35.9675 uma

b) 34.969 uma

c) 35.453 uma

d) 36.966 uma

3. ¿Cuál de los siguientes compuestos se esperaría que tuviera enlace iónico? a) BaF2

b) SF4

c) PH3

d) CH3OH

4. La fórmula correspondiente al óxido de estaño (IV) es: a) SnO

b) Sn4O2

c) SnO4

d) SnO2

5. El ingrediente principal en los cerillos de seguridad comunes es el clorato de potasio, una sustancia que actúa como fuente de oxígeno en las reacciones de combustión. Su reacción con el azúcar de mesa (sacarosa, C12H22O11) ocurre con violencia y produce cloruro de potasio, dióxido de carbono y agua. Al balancear la reacción mencionada el coeficiente estequiométrico que le corresponde al KCl es: a) 1

b) 8

c) 2

d) 4

6. El cisplatino, que es un agente anticancerígeno que se utiliza para tratar tumores sólidos, se prepara haciendo reaccionar al amoniaco con el tetracloroplatinato de potasio. Suponga que 10.0 g de K2PtCl4 reaccionan con 10.0 g de NH3, de acuerdo a la siguiente ecuación: K2PtCl4 + 2NH3  Pt(NH3)2Cl2 + 2KCl La afirmación correcta es: a) Los reactivos se encuentran en proporción estequiométrica. b) El reactivo en exceso es el K2PtCl4 c) La masa consumida de K2PtCl4 es igual a la masa formada de Pt(NH3)2Cl2 d) En la reacción no se consume completamente el NH3. 7. El ácido estomacal, que consiste en una disolución diluida de HCl en agua, puede neutralizarse cuando reacciona con el bicarbonato de sodio, de acuerdo con la siguiente ecuación: HCl(ac) + NaHCO3 (ac)  NaCl (ac) + H2O (l) + CO2 (g) ¿Cuántos mililitros de disolución 0.125 M de NaHCO 3 se necesitan para neutralizar 18.0 mL de HCl 0.100 M? a) 18.0 mL

NIVEL A Y B

b) 16.2 mL

c) 14.4 mL

d) 15.3 mL

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8. El ácido caproico, la sustancia responsable del aroma de las calcetas y el calzado deportivo sucios, contiene carbono, hidrógeno y oxígeno. En un análisis por combustión, una muestra de 0.450 g de dicho ácido produce 0.418 g de H2O y 1.023 g de CO2. Si la masa molecular de ese ácido es de 116.2 uma ¿cuál es su fórmula molecular? a) C5H8O3

b) C6H12O2

c) C7H16O

d) Ninguna de las anteriores

9. ¿Cuál de las siguientes opciones corresponde a una función de estado? a) La temperatura de un cubo de hielo

b) El volumen de una lata de aerosol

c) El tiempo que se requiere para un viaje de 16 km d) Ninguno de los anteriores 10. Corresponde al acomodo de los elementos Se, Cl y S, en orden creciente de energía de ionización: a) Cl < S < Se

b) S < Cl < Se

c) Se < S < Cl

d) Cl < Se < S

11. Con relación a la química de los elementos del grupo 1A, indica cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta: a) Tienen una apariencia plateada brillante, son maleables y buenos conductores de la electricidad. b) Los metales alcalinos son lo suficientemente suaves como para cortarse con un cuchillo sin filo. c) Tienen puntos de fusion y densidades bajos, y son tan reactivos que deben almacenarse en aceite para impeder su reacción instantánea con el oxígeno y la humedad . d) Se encuentran en estado elemental en la naturaleza. 12. ¿Cuánto calor (en kilojoules) se desprende cuando 5.00 g de aluminio reaccionan en proporción estequiométrica con el Fe2O3? 2 Al(s) + Fe2O3 (s)  2Fe(s) + Al2O3 (s) a) -78.8 kJ

b) -157.6 kJ

c) -852 kJ

Hˆ 0 = -852 kJ/mol

d) -426 kJ

13. Nombre que se da en química al proceso que una vez iniciado sigue por sí solo sin ninguna influencia externa: a) Isobárico

b) Espontáneo

c) Irreversible

d) Isocórico

14. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta? a) El valor del cambio de energía libre, G, determina si un proceso químico o uno físico ocurrirán de manera espontánea. b) Si G tiene un valor negativo, el proceso es espontáneo. c) Si G vale 0, el proceso está en equilibrio. d) Si G posee un valor positivo, el proceso no es espontáneo ni falto de espontaneidad. 15. ¿Cuál es la densidad (en g/L) del amoniaco a TPE si el gas en un matraz de 1.000 L pesa 0.672 g a 25°C y una presión de 733.4 mmHg? a) 0.760 g/L

b) 0.672 g/L

c) 0.831 g/L

d) 0.952 g/L

16. Un cilindro pequeño de gas helio de los que se usan para inflar globos, tiene un volumen de 2.30 L y una presión de 13,800 kPa a 25°C. ¿Cuántos globos se pueden inflar si cada uno tiene un volumen de 1.5 L y una presión de 1.25 atm a 25°C? (1 atm = 101.325 kPa) a) 109

NIVEL A Y B

b) 167

c) 150

d) 145

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17. Una mezcla de gases que se usa en algunos láseres contiene 5.00% en peso de HCl, 1.00% de H2 y 94% de Ne. La mezcla se vende en cilindros que tienen un volumen de 49.0 L y una presión de 13,800 kPa a 21.0°C. ¿Cuál es la presión parcial (en kilopascales) de gas Ne? a) 12,972.0 kPa

b) 12,560.3 kPa

c) 12,148.6 kPa

d) Ninguno de los anteriores

18. Nombre que se da al cambio de fase de gas a sólido: a) Fusión

b) Sublimación

c) Transposición

d) Deposición

19. Propiedades de las soluciones que dependen de la cantidad de soluto disuelto, pero no de su identidad química: a) Propiedades electroquímicas c) Propiedades coligativas

b) Propiedades termodinámicas d) Ninguna de las anteriores.

20. El etilenglicol, C2H4(OH)2, es un líquido incoloro que se usa como anticongelante en los automóviles. Si la densidad a 20°C de una disolución 4.028 m de etilenglicol en agua es de 1.0241 g/mL, ¿cuál es la molaridad de la disolución? La masa molar del etilenglicol es de 62.07 g/mol. a) 4.028 M

b) 3.299 M

c) 4.125 M

d) 3.893 M

21. El hidrógeno se produce en la industria mediante la reacción entre los hidrocarburos y vapor de agua. La reacción que se efectúa en el primer paso de este proceso está representada por la siguiente ecuación: H2O (g) + CH4 (g)  CO (g) + 3H2 (g). Si KC = 3.8×10-3 a 1000 K, ¿cuál es el valor de KP a la misma temperatura? a) 23.568

b) 3.800

c) 0.312

d) 25.589

22. En un recipiente de 20.0 L se introduce una mezcla de 1.57 moles de N 2, 1.92 moles de H2 y 8.13 moles de NH3, a 500 K. A esta temperatura, la constante de equilibrio KC para la reacción N2 (g) + 3H2 (g)  2NH3 (g) es 1.7×102. La afirmación correcta es: a) b) c) d)

La mezcla está en equilibrio. La reacción neta avanzará de productos a reactivos. La reacción neta se desplaza a la izquierda. Aumentará la constante de equilibrio.

23. Cuando los siguientes equilibrios se someten a una disminución de la presión, por incremento del volumen de la mezcla ¿en qué caso aumentan los moles de producto? a) PCl5 (g)  PCl3 (g) + Cl2 (g)

b) CaO(s) + CO2 (g)  CaCO3 (g)

c) 3Fe(s) + 4H2O (g)  Fe3O4 (s) + 4H2 (g)

d) CO(g) + H2O(g)  CO2 (g) + H2 (g)

24. La constante de equilibrio KC para la reacción entre H2 y I2 es 57.0 a 700 K: H2 (g) + I2 (g)  2HI (g). Si se pone a reaccionar 1.00 mol de H 2 con 1.00 mol de I2 en un recipiente de 10.0 L a 700 K, ¿cuál es la fracción mol del HI en el equilibrio? a) 0.790

b) 0.210

c) 0.605

d) 0.395

25. En una muestra de limón, la concentración de iones H 3O+ es de 2.5×10-3 M. El pOH de la disolución es: a) 2.60

b) 11.40

c) 2.50

d) 11.50

26. A 50°C, el valor de Kw es 5.5×10-14 ¿Cuáles son las concentraciones de H3O+ y OH- en una disolución neutra a 50°C? a) 1×10-7

NIVEL A Y B

b) 2.750×10-7

c) 2.345×10-7

d) 2.548×10-8

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27. Si se hacen reaccionar 6.5 g de zinc metálico con 500 mL de una solución acuosa de ácido sulfúrico 0.1 M, ¿cuántos moles se obtienen de sulfato de zinc? a) 0.65 moles

b) 0.05 moles

c) 0.10 moles

d) 0.01 moles

28. Un estudiante quema 32 g de azufre y obtiene la misma cantidad en moles de SO3 y SO2. ¿Cuántos gramos de O2 se requieren para esta reacción? a) Menos de 35 g

b) Entre 35 g y 45 g

c) Entre 45 g y 55 g

d) Más de 55 g

29. Si se mezcla medio litro de solución acuosa 0.2 M (mol L -1) de NaCl (densidad = 1.012 g/cm 3) con 250.0 mL de una solución 0.5 M del mismo compuesto (densidad = 1.03 g/cm 3), la concentración molar del cloruro de sodio en la solución obtenida es: a) 0.30 M

b) 0.35 M

c) 0.40 M

d) 0.225 M

30. ¿En cuál de los siguientes casos hay una disminución de la entropía? a) CO2 (s)  CO2 (g)

b) CaSO4 (s)  CaO (s) + SO3 (g)

c) N2 (g) + 3H2 (g)  2NH3 (g)

d) I2 (s)  I2 (ac)

31. Una reacción que se utiliza en metalurgia es la de un mol del compuesto gaseoso P 4O10 con seis moles de óxido de calcio de tal manera que se obtiene un solo compuesto, que es un fosfato. ¿Cuántos moles de este fosfato se obtienen? a) 7

b) 3.5

c) 3

d) 2

32. Si la molécula de benceno (C6H6) se sustituye un hidrógeno por un grupo OH se produce el fenol (C6H5OH). Se pueden disolver hasta 83 g de fenol en un litro de agua. ¿Cuántos litros de agua se necesitarían para disolver un mol de fenol? a) 11.3

b) 0.0113

c) 0.1133

d) 1.13

33. La configuración electrónica del azufre es: a) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

b) 1s2 2s2 3s2 3p6 4s4

c) 1s2 2s2 2p8 3s2 3p2

d) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 4d6

34. Si a partir de 1.3 g de un metal X se obtienen 1.9 g de X2O3, ¿cuál será la masa atómica de X? a) 40

b) 52

c) 104

d) 64

35. ¿Cuántos litros de agua destilada deben añadirse a 1 L de disolución acuosa de HCL con pH = 1 para obtener un disolución de pH = 2? a) 10 L

b) 0.9 L

c) 2 L

d) 9 L

36. Al hablar de partículas elementales en reposo es cierto que: a) La masa del protón es aproximadamente cien veces la del electrón. b) La masa del protón es igual a la del electrón. c) La masa del electrón es cero. d) La masa del electrón es ligeramente inferior a la del neutrón. 37. Una mezcla de combustible usada en los labores de los lanzamientos de cohetes se compone de dos líquidos, hidracina (N2H4) y tetraóxido de dinitrógeno (N2O4), que se enciende al contacto para formar nitrógeno gaseoso y vapor de agua. ¿Cuántos gramos de nitrógeno gaseoso se forman cuando se mezclan 100.0 g de N2H4 y 200.0 g de N2O4? a) 131 g

NIVEL A Y B

b) 300 g

c) 150 g

d) 50 g

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38. Cuándo un bulbo al vacío de vidrio de 63.8 mL de llena con un gas a 22°C y 747 mmHg, el bulbo aumenta 0.103 g en masa. El gas contenido en el bulbo es: a) N2

b) Ne

c) Ar

d) Xe

39. Un matraz de 6.0 L contiene una mezcla de metano (CH4), argón y helio a 45°C y 1.75 atm. Si las fracciones molares de helio y argón son 0.25 y 0.35, respectivamente, ¿cuántas moléculas de metano hay? a) 9.689×1022

b) 1.615×1022

c) 2.409×1023

d) 3.614×1023

40. Los pioneros y los vaqueros a veces calentaban su café al colocar un trozo de hierro retirado del fuego directamente en el café ( C P = 4.184 J/g K). Si una taza de café (d = 1.00 g/mL) tiene 0.50 L de café a 18°C, ¿cuál es la temperatura final del café cuando se introduce un trozo de hierro ( C P = 0.450 J/g K) de 502 g a 800°C? (Asuma que no se pierde calor hacia los alrededores y que el agua no vaporiza). a) 76.1°C

b) 94.2°C

c) 85.3°C

d) Ninguno de los anteriores

41. Al ir de izquierda a derecha en el tercer periodo de la tabla periódica, los óxidos y los cloruros cambian sus propiedades de iónicas a covalentes. Este cambio se debe a que: a) b) c) d)

Aumenta el volumen atómico. Desciende la primera energía de ionización. Incrementa la electronegatividad. Disminuye el número de electrones de valencia.

42. ¿Cuál de las siguientes opciones corresponde a una propiedad química? a) El aluminio tiene un color plateado. b) El oro tiene una densidad de 19 g/cm 3. c) El sodio arde cuando se mezcla con agua. d) El agua hierve a 100°C. 43. Una reacción se lleva a cabo con agua como disolvente. ¿Cómo afecta la adición de más agua al recipiente de reacción la velocidad de reacción? a) La velocidad de reacción disminuye. b) La velocidad de reacción aumenta. c) Se mantiene constante. d) La reacción química se detiene. 44. Cuando se calienta 3.57 g de una mezcla de KCl y KClO3 se descomponen, obteniéndose 119 mL de O2 (g), medidos a 22.4°C y 738 mmHg. ¿Cuál es el porcentaje en masa de KClO 3 en la muestra. La reacción es 2KClO3 (s)  2KCl(s) + 3O2 (g). a) 89.1 %

b) 10.90 %

c) 16.35 %

d) 24.53 %

45. ¿Cuál es el número total de átomos que hay en una muestra de 75.0 cm 3 de soldadura de fontanero, una aleación que contiene 67 por ciento de Pb y 33 por ciento de Sn en masa y tiene una densidad de 9.4 g/cm 3? a) 2.553×1024

b) 1.373×1024

c) 1.180×1024

d) 3.426×1024

c) HClO3

d) HClO4

46. La fórmula correspondiente al ácido clórico es: a) HClO

NIVEL A Y B

b) HClO2

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47. ¿Cuántos gramos de Na2SO410H2O se necesitan para preparar 355 mL de una disolución de Na2SO4 0.455 M? a) 22.94 g

b) 64.63 g

c) 146.60 g

d) 52.04 g

48. Cada año se producen millones de toneladas de urea, CO(NH 2)2, utilizada como fertilizante. La reacción que se emplea es 2NH3 + CO2  CO(NH2)2 + H2O. La mezcla habitualmente empleada para iniciar la reacción tiene una proporción molar de NH 3 y CO2 3:1. Si se forman 47.7 g de urea por mol de CO2 que reaccionan, ¿cuál es el rendimiento porcentual de la reacción? a) 79.4%

b) 20.6 %

c) 26.5 %

d) 61.8 %

49. En un recipiente de 3.0 L de capacidad hay la misma cantidad en gramos de nitrógeno, oxígeno y neón gaseosos. La fracción mol del neón en esta mezcla es: a) Menor a 0.3

b) Entre 0.3 y 0.4

c) Entre 0.4 y 0.5

d) Mayor a 0.5

50. El permanganato de potasio reacciona con hidróxido de potasio y se obtiene el manganato de potasio (K2MnO4), agua y oxígeno gaseoso. Al balancear la ecuación se encuentra que por cada mol de permanganato que reacciona, se obtienen de oxígeno gaseoso: a) Más de dos moles

NIVEL A Y B

b) Dos moles

c) Un mol

d) Menos de un mol

XXIII OLIMPIADA ESTATAL DE QUÍMICA (MICHOACÁN) Hoja de respuestas: NIVEL A Y B No. de Clave: ________________________________________________________________ Pregunta

a

b

c

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Pregunta

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NÚMERO DE ACIERTOS

SIN RESPONDER

a

b

INCORRECTAS

Jurado 1 Jurado 2 Calificación Final

c

d

TOTAL