xx de Octubre de 2

XXV OLIMPIADA DE QUÍMICA
(FASE LOCAL-DISTRITO UNIVERSITARIO DE CÓRDOBA)
8 de Marzo de 2012
Instrucciones:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Duración:3 horas
No es necesario copiar la pregunta, basta con poner su número.
Se podrá responder a las preguntas en el orden que se desee.
Puntuación: Formulación y Nomenclatura hasta 1,5 puntos. Cuestiones teóricas (nº
1, 2, 3 y 4) hasta 1 punto. Problemas (nº 1, 2 y 3) hasta 1.5 puntos.
Exprese sólo las ideas que se piden. Se valorará positivamente la concreción en las
respuestas y la capacidad de síntesis.
Se podrán utilizar calculadoras que no sean programables.
A. FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA.
Nombre o formule, según sea el caso, los siguientes compuestos: 1) Peryodato de potasio. 2) Tetracloruro de carbono. 3) Etil-fenil-amina. 4) Propenal. 5) H4SiO4 6) V2O5.
7) CH3CHOHCH(CH3)2
8)
COOCH3
B. CUESTIONES TEÓRICAS
1.
a. Dadas las siguientes reacciones:
Fe+Br2→FeBr2.
3FeBr2+Br2→Fe3Br8
Si el rendimiento de cada una de las reacciones es el 82%, ¿qué masa de Fe3Br8 se produce a partir de 1,00 g de Fe? Masas atómicas: Br=79,9; Fe=55,8.
b. Una disolución de C2H6O en agua tiene una fracción molar de H2O=0,97. Calcular la molalidad del C2H6O. Datos, Masa molecular (g/mol): C2H6O=46; H2O=18
c. Un recipiente cerrado contiene 2 moles de N2 a la temperatura de 30ºC y presión de 5 atm.
¿Cuántos moles de oxígeno se deben inyectar si se quiere elevar la presión a 11 atm?
d. ¿Cuántos moles de iones habrá en una disolución acuosa preparada al disolver 0,135 mol
de nitruro de sodio en agua?
2.
a. Escriba las configuraciones electrónicas de las especies siguientes: O2-, F-, Na+, y explique
cuál tiene el radio iónico más pequeño.
b. Calcular la longitud de onda que posee un electrón que se mueve a una velocidad cinco
veces inferior a la velocidad de la luz.
Datos: h= 6,626 10-34 J·s; c = 3 108 m s–1, me=9,11 10–31 kg; 1nm=10-9 m.
c. Defina electronegatividad y adjudique los valores de electronegatividad siguientes: 1,8;
0,8; 3,5, medidos según la escala de Pauling, a los elementos K, O, Fe.
d. ¿Cuántos fotones de luz de frecuencia 5,5·1015 Hz se necesitan para proporcionar 1 kJ de
energía?
Dato: h=6,626·10-34 J·s
3.
a. Dada las siguientes moléculas: H2S, N2 y CH3OH, identifique las fuerzas intermoleculares
que existen cuando se encuentran en estado líquido.
b. Explique la forma geométrica de la molécula de tricloruro de fósforo e indique la hibridación del átomo central.
c. ¿Cuáles son los ángulos de enlace en el ion oxonio?
d. Asigne razonadamente los siguientes valores de porcentaje de carácter iónico, 12%, 19%,
4%, a las siguientes sustancias HI, HBr, HCl. ¿Cuál de ellas será más soluble en agua?
4.
.
a. Explique la veracidad o falsedad de la siguiente afirmación:” Las unidades de velocidad
de reacción dependen del orden total de la reacción”.
b. Teniendo en cuenta los enlaces que se rompen y se forman en la reacción: O2NNO2(g)→2NO2(g), explique el signo de la variable termodinámica ∆H y si la reacción es
exotérmica o endotérmica. ¿Podríamos asegurar que la reacción es espontánea a cualquier
temperatura?
c. Exprese en función de la solubilidad la constante de equilibrio para un compuesto poco
soluble del tipo CB3, siendo C el catión y B el anión. Si B=OH- ¿Cómo afectará a la solubilidad una disminución del pH?
d. En una reacción química en la que k es la constante cinética y K la constante termodinámica, ¿qué ocurre con los valores de las mismas al aumentar la temperatura?
C. PROBLEMAS.
1. El óxido de calcio se utiliza para eliminar el dióxido de azufre que se produce en las plantas
térmo-eléctricas que queman combustibles con impurezas de azufre. La reacción que se produce es la siguiente: 2CaO(s) + O2(g) + 2SO2(g) ⎯⎯
→ 2CaSO4(s). Calcule:
a) El cambio de entalpía estándar por cada mol de SO2 que haya reaccionado.
b) El número de kilogramos de CaSO4 y el calor a presión constante que se producen diariamente mediante con esta reacción si la central térmica quema 330 Tm/día de combustible
con un 0,1 % (p/p) de azufre.
Datos: Entalpías ( en Kj/mol): ΔH 0f (SO 2 ) = −296,1; ΔH 0f (CaO) = −635, 6; ΔH 0f (CaSO4 ) = −1432, 69 .
Masas molares (g/mol): S= 32; SO2=64; CaSO4= 136,1.
2.
a) Se calientan 29,9 g de SbCl5 a 182 ºC, en un recipiente de 3 L de capacidad, midiéndose
⎯⎯
→ SbCl3 (gas) +
una presión total de 1,54 atm cuando se alcanza el equilibrio: SbCl5 (gas) ←⎯
⎯
Cl2 (gas). Calcule: el valor de Kc y la concentración de las distintas especies en equilibrio.
(Datos: masas molares (en g/mol): SbCl5 : 299,25; SbCl3 : 228,25; Cl2: 71).
⎯⎯
→ H2O(g) + CO(g) es
b) La constante de equilibrio Kp para la reacción: H2(g) + CO2(g) ←⎯
⎯
4,40 a 2000 K. Calcule ΔGº a 2000 K e indique si la reacción es espontánea.
Datos: R=8,31 J/K·mol
c) Escriba la reacción de disociación del hidróxido de magnesio Mg(OH)2 en agua y calcule
su solubilidad en g/L a 25 ºC en una disolución de pH 12.
Datos: Ks= 8,9 10 -12 (T = 25 ºC). Masa molar Mg(OH)2 : 58,3g/mol).
3. Para fertilizar una plantación arbórea se necesita preparar una disolución madre de riego que
contenga los elementos N, P, K.
a) Calcule los kg de los compuestos fertilizantes KNO3 (sólido puro), NH4NO3 (sólido puro)
y el volumen de disolución acuosa de H3PO4 de pureza 85% y 1,632 g/mL, que deben disolverse en agua para preparar 1250 L de disolución madre que contenga 100 kg de potasio (K+),
100 kg de nitrógeno (N) y 10 kg de fósforo (P).
b) Calcule la concentración de N, P y K (expresada en mg/L) de una disolución diluida que
sale por los goteros de riego si la disolución madre se diluye 60 veces con agua.
Datos: masas molares en g/mol: KNO3=101.1; K2O= 94.2; NH4NO3= 80; H3PO4= 98;
P2O5 =67; Masas atómicas: K= 39,1; N=14; O=16; H=1; P=31.