12ª OLIMPIADA NACIONAL DE QUÍMICA PRIMER EXAMEN A y B Total: 30 preguntas Tiempo asignado: 90 minutos Culiacán 2003 Los problemas que enfrenta la humanidad actualmente no involucran una sola área del conocimiento. En ésta primera parte del examen, encontrarás preguntas que relacionan a la química con otras ciencias como las matemáticas, la física, la biología. Debes anotar en el recuadro correspondiente la letra del inciso que conteste correctamente cada pregunta. Si consideras que ningún inciso es el correcto deberás anotar una letras X. Recuerda que debes leer con atención cada pregunta. NOTA ACLARATORIA: Al hacer tus cálculos puedes encontrar una pequeña diferencia, en general no mayor de unas décimas, entre tu resultado y alguno de los propuestos. Esto es normal y por eso sólo deberás usar la “X”, cuando ninguna respuesta sea muy cercana a la que tu obtengas. Las proteínas son uno de los principales compuestos de nuestro organismo. Una molécula de proteína contiene cientos de moléculas de aminoácidos, compuestos llamados así porque contienen un grupo ácido llamado también grupo carboxilo (COOH) y un grupo amino (NH2). 1) La fórmula del más sencillo de los ácidos carboxílicos es: A) COOH B) HCOOH C) H2COOH D) CH3COOH 2) Para producir ácidos carboxílicos en el laboratorio en ocasiones se utiliza una disolución acuosa de permanganato de potasio. La fórmula de este compuesto es: A) KMnO B) KMnO2 C) KMnO4 D) K2Mn2O7 3) EL vinagre que usamos en nuestras ensaladas es una solución acuosa diluida de ácido acético (CH3COOH). La masa molar de este compuesto es aprox. A) 61 g/mol B) 57 g/mol C) 58 g/mol D) 60 g/mol 4) En un método de preparación de ácidos carboxílicos se utiliza dióxido de carbono. De este compuesto sabemos que: A) Es un gas a temperatura ambiente y su masa molar es aprox. 28 g mol-1 B) Es un líquido a temperatura ambiente y su masa molar es aprox. 28 g mol-1 C) Es un líquido a temperatura ambiente y su masa molar es aprox. 44 g mol-1 D) Es un gas a temperatura ambiente y su masa molar es aprox. 44 g mol-1 5) En 96 g de oxígeno gaseoso tendremos aproximadamente, de moléculas de esta sustancia: A) 12moles B) 16 moles C) 3 moles Academia Mexicana de la Ciencia D) 1.5 moles 6) La temperatura de ebullición de uma sustancia no es siempre la misma ya que depende de otras variables, como la presión. Se les llama Temperatura Normal de ebullición de una sustancia al valor obtenido cuando: A) La sustancia se encuentra en equilibrio sólido-líquido-vapor B) La presión del vapor de la sustancia despreciable C) La sustancia se encuentra bajo una presión atmosférica de una de una atmósfera (una atmósfera equivale a101325 Pa) D) La sustancia se encuentra pura 7) El oxígeno y el azufre se encuentran en el mismo grupo de la tabla periódica, sin embargo la temperatura normal de ebullición de estos elementos son muy diferentes. Para el oxígeno y el azufre, los valores de Teb son respectivamente: A) 90 K, 717 K B) -183 K, 444 K C) 190 K, 273 K D) 205 K, 298 K 8) La configuración electrónica del azufre es: A) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 C) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 4s2 B) 1s2 2s2 3s2 3p6 4s4 D) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 4d6 9) Por la ubicación del azufre en la tabla periódica podemos deducir que: A) Su electronegatividad es mayor que la del oxígeno pero menor que la del flúor B) Su electronegatividad es mayor que la del oxígeno y mayor que la del flúor C) Su electronegatividad es menor que la del oxígeno pero mayor que la del flúor D) Su electronegatividad es menor que la del oxígeno y menor que la del flúor 10) si mezclamos en un recipiente 10 g de nitrógeno gaseoso, 10 g de dióxido de carbono y 10 g de oxigeno gaseoso: A) la fracción mol de las tres sustancias de la misma B) la fracción mol de nitrógeno gaseoso y dióxido de carbono es la misma C) El oxígeno gaseoso tiene la mayor fracción mol D) el dióxido de carbono tiene la menor fracción mol 11) En la reacción de H2SO4 + NaHCO3, se produce una sulfato de sodio, agua y CO2. Al balancear la reacción se encuentra que por cada mol de ácido sulfúrico del compuesto de sodio reaccionan en moles: A) 0.5 B) 1 C) 1.5 Academia Mexicana de la Ciencia D) 2 12) La masa molar del sulfato de sodio es, en g mol-1 A) 284 B) 142 C) 119 D) 126 13) Si un disolvemos en un mol de cloruro de potasio (KCl) en un metro cúbico de agua, la concentración molar de KCl es: A) 1 mol L-1 B) 74.5 mol L-1 C) 0.0134 mol L-1 D) 0.001 mol L-1 14) El perclorato de cobre (II) se vende en forma comercial como un hexahidrato. Su fórmula es: A) Cu(ClO4)2•6H2O B) Cu(ClO3)2•6H2O C) Cu2(ClO4)2•6H2O D) Cu2(ClO3)2•6H2O 15) Para el compuesto Mg3(PO4)2, la afirmación correcta es: A) La solubilidad es igual a la concentración de Mg2B) La solubilidad es igual a la concentración de Mg2 dividida entre dos C) La solubilidad es igual a la concentración de PO43D) La solubilidad es igual la doble de la concentración de PO43- 16) Un estudiante toma 200 mL de una disolución acuosa de HCl 2.0 M y le agrega agua destilada hasta tener 500.0 mL de disolución. El pH de la disolución preparada es: A) 0.0097 B) 3.97 C) 0.397 D) -0.097 17) En una fábrica se produce cobre metálico a partir de una disolución que contiene iones Cu2+, utilizando la reacción electroquímica. El enunciado correcto es: A) El cobre metálico se obtienen en el ánodo por reducción de los iones Cu2+ B) El cobre metálico se obtienen en el ánodo por oxidación de los iones Cu2+ C) El cobre metálico se obtienen en el cátodo por reducción de los iones Cu2+ D) El cobre metálico se obtienen en el cátodo por oxidación de los iones Cu2+ Academia Mexicana de la Ciencia Para completar su alimentación, muchas personas y quieren pastillas que contienen diversos minerales. En un producto comercial encontramos la siguiente información. Cada pastilla con una masa de 0.60g contiene las siguientes sustancias Ca(H2PO4)2 162 mg MgO 100 mg KI 0.15 mg ZnO 15.0 mg Na2SeO410H2O (selenato de sódio decahidratado) 0.05 mg 18) La masa molar del compuesto Ca(H2PO4)2 es, en g mol-1 A) 193.97 B) 234.05 C) 137.07 D) 162.00 19) El % en masa de selenio en el selenato de sodio decahidratado es: A) 21.4 B) 41.76 C) 12.18 D) 24.36 20) Suponiendo que nuestro cuerpo pudiera asimilar el 50% del selenio contenido en el selenato de sodio decahidratado. ¿Cuántas pastillas tendremos que tomas para asimilar 1.0 mg de selenio? A) menos de 50B) de 50 a 99 C) de 100 a 200 D) más de 200 21) El óxido de magnesio es un sólido cuya densidad es 3.58 g/cm3. El volumen (en mm3) que ocupan 100 mg de este compuesto es: A) 280 B) 2.8 C) 0.28 D) 0.028 22) La ley de los gases ideales es PV=nRT, donde (R= 0.082 L-atm/mol K) (R=8.314 J/K mol) (1 J= Kgm2s2) (1 atm= 101325 kPa) (1 Pa= 1 Nm2) (1 N= 1Kg m s2). A 25º C y un a presión de 100.0 Pa, un mol de un gas ideal ocupa un volumen de: A) 2.47 x 10-4 L B) 83.09 L C) 270.72 L D) 22.4 L 23) En la reacción αβ γ 3 → α γ + β γ 2, las letras griegas “α”, “β”, “γ” representan elementos químicos. El compuesto β γ 2 es uno de los productos principales en la combustión de muchas sustancias orgánicas. Las masa molecular del compuesto α γ es 40.3 g/mol. El elemento α es: A) Li B) H C) Mg D) Ca 24) Un investigador está determinando la carga eléctrica total de partículas coloidales, las cuales pueden contener una o más cargas elementales (en unidades arbitrarias). Las mediciones que obtiene el investigador son: 2.30, 6.90, 13.80, 5.75, 3.45, 8.05. El investigador concluye que la carga elemental puede ser (en las mismas unidades arbitrarias) A) 1.07 B) 1.15 C) 1.38 Academia Mexicana de la Ciencia D) 2.3 25) Las ppm (partes por millón) son unidades de concentración, muy utilizadas en estudios de contaminación de aguas o concentración de elementos en fluidos de seres vivos. En gramos, una ppm equivale a un gramos en un millón de gramos. En los fluidos del cuerpo humano los iones de sodio son los más abundantes. Por ejemplo en un litro de plasma sanguíneo hay 3.25 g de iones de Na+. ¿Cuál es la concentración aproximada de iones Na+, en ppm en el plasma sanguíneo, cuya densidad es prácticamente la misma que la del agua (1g/cm3)? A) 0.325 B) 3.25 C) 32.5 D) 3250 26) En el plasma sanguíneo humano, la molaridad de iones Na+ es: A) 0.14 B) 0.014 C) 0.32 D) 1.4 27) Cuando un gramo de agua es adicionado a una mezcla de ácido y agua, la nueva mezcla es 25% en masa de ácido. Cuando 2 gramos de ácido son adicionados a la nueva mezcla, la mezcla ahora contienen 50% en masa de ácido. El % en masa de ácido es la mezcla original era: A) 30 B) 33.3 C) 36.6 D) 66.6 28) Indica cuál es el enunciado verdadero con relación a la reacción: 2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + H2O + K2SO4 A) Es una reacción redox en la que los iones cromo se reducen B) Es una reacción redox en la que los iones cromo se oxidan C) Es una reacción redox en la que los iones azufre se oxidan D) No es una reacción redox 29) La corriente que circula en una celda electroquímica se puede medir en amperes (A). Un ampere equivale a una carga de un Coulomb (C) que pasa cada segundo por un punto del circuito. La carga de un electrón es 1.6x10-19C. Cuando en una celda electroquímica circula una corriente de 5 miliamperes, significa que el número de electrones que pasan por un punto del circuito cada segundo son: A) 3.125 x 10-16 B) 3.125 x 1016 C) 3.2 x 10-17 D) 3.2 x 107 30) En una celda electroquímica, para reducir un mol de iones plata y convertirlos en átomos de plata metálicos, se requiere que circule por la celda una carga total de: A) 96368 C B) 192736 C C) 289104 C Academia Mexicana de la Ciencia D) 48184 C 13ª OLIMPIADA NACIONAL DE QUÍMICA PRIMER EXAMEN A y B Total: 25 preguntas Tiempo asignado: 75 minutos Mérida 2004 En los últimos 50 años se han inventado tantos nuevos productos químicos que actualmente es difícil imaginar un mundo sin ellos. Mientras que muchos elementos y compuestos los encontramos fácilmente, aún en nuestros hogares, otros sólo los encontramos en catálogos especializados. En esta primera parta anota en el recuadro correspondiente el NUMERO ATOMICO del elemento que corresponde a la frase que lo describe. 1) Dentro de los halógenos el elemento con mayor electronegatividad es: 2) La molécula de amoniaco además de hidrógeno contiene: 3) La magnetita o piedra imán es un oxido de este elemento: 4) Un óxido de este elemento de la familia de los lantánidos contiene tres átomos de oxígeno y tiene una masa molar de 394.05 g mol-1. 5) Dentro de los primeros 30 elementos de la Tabla Periódica es el mejor conductor de la corriente eléctrica. 6) El fosfato de este elemento tiene una masa molar de 164.9 g mol-1 7) Se puede encontrar en varias formas alotrópicas: rómbico, monoclínico o amorfo. 8) En un proceso electroquímico la reacción de reducción ocurre en el cátodo. En la electrólisis de una disolución acuosa 1.0 mol L-1 de NaCl, el elemento que se obtiene en el cátodo es: 9) En orden ascendente de número atómico, este es el primer elemento que tiene electrones en un subnivel “d”. 10) Al reaccionar un mol de carbonato de este elemento con un mol de ácido sulfúrico se obtiene CO2, H2O y un compuesto cuya masa molar es 109.94 g mol-1 11) Entre el grupo de elementos (K, F, Cl, Ag, Au, Zn) el que es común de hacer reaccionar con HCI para obtener hidrógeno gaseoso es: Academia Mexicana de la Ciencia 12) Dentro del grupo de elementos (C, N, S, Ca) el que al combinarse con oxígeno produce un óxido básico. 13) De acuerdo a la Ley de lo gases ideales PV = nRT, 639.96 gramos de este elemento en estado gaseoso ocupan un volumen de 991.5 L a una temperatura de 25º C y una P de 0.5 bar. Donde la empleada es R = 0.08314 L-bar mol-1K-1 14) En un catálogo comercial pueden encontrarse dos óxidos de este elemento. Uno de ellos tiene una masa molar de 44.085 g mol-1 y el otro de 60.084 g mol-1 15) En la molécula de dicromato de potasio, el mayor % en masa corresponde al: 16) Para preparar 500 mL de una disolución acuosa 0.1 M del cloruro de este elemento se disolvieron en agua desfilada 3.727 g del compuesto sólido. 17) El cloruro de este elemento se vende en forma de hexahidrato, un producto cuya masa molar es 241.34 g mol-1 18) En la reacción K2CrO7 + HCI Æ CrCl3 + Cl2 + H2O + KCI el elemento que se oxida es: 19) En fase sólida un óxido de este elemento es comúnmente conocido como “hielo seco” 20) La corriente que circula en una celda electroquímica se mide en amperes (A). Un ampere equivale a una carga de un coulomb (C) que pasa cada segundo por un punto del circuito. La carga de un electrón es 1.6 x 10-19 C. En una celda electroquímica al circular una corriente de 500 miliamperes durante 10 minutos se depositan en el cátodo 0.336 g de este elemento. En esta segunda parte del examen debes anotar la letra del inciso que contesta correctamente cada pregunta. Si consideras que ningún inciso es el correcto deberás anotar una letra X Recuerda que debes leer con atención cada pregunta. NOTA ACLARATORIA: Al hacer tus cálculos puedes encontrar una pequeña diferencia, en general no mayor de unas décimas, entre tu resultado y alguno de los propuestos. Esta es normal y por eso sólo deberás usar la “X” cuando ninguna respuesta sea muy cercana a la que tú obtengas Academia Mexicana de la Ciencia 21) A una mezcla de ácido y agua se le agregan 2.0 g de agua y la nueva mezcla tiene un 33% en masa de ácido, Cuando 2.0 gramos de ácido son adicionados a la nueva mezcla, la mezcla ahora contiene 50 % en masa de ácido. El % en masa del ácido en la mezcla original era: A Menos de 20 % g B Entre 20% y 30% g C Entre 31% y 40% g D Entre 41% y 50% g E Más de 50% g 22) Se tiene una disolución acuosa de ácido sulfúrico { HSO4) de concentración 3.0 moles L-1 cuya densidad es de1.2 g / cm3. ¿Cuántos gramos de agua hay en un litro de este ácido diluido? A Menos de 850 g B Entre 900 y 915 g C Entre 990 y 1010 g D Entre 1180 y l200 g E Más de 1200 g 23) Si se toma una alícuota de 50.0 mL del HC1 0.30 M y se agrega agua destilada hasta tener 250.0 mL de disolución ¿Cuál será el pH de la disolución resultante? A Menor de 1.0 B 1.2 C 1.9 D 2.2 E Mayor de 2.4 24) Las ppm (partes por millón) son unidades de concentración, utilizadas en estudios de contaminación de aguas. En gramos una ppm equivale a un gramo en un millón de gramos. En un litro de agua potable no debe haber mas de 0.01 ppm de plomo ¿Cuál es entonces la molaridad máxima de plomo permitida en el agua potable? A Menos de 2.0x10-8 B Entre 2.5x10-8 y 4.0x10-8 D Entre 6.5x10-8 y 8.0x10-8 C Entre 4.5x10-8 y 6.0x10-8 E Más de 8.0x10-8 25) Disolviendo una cierta cantidad “x” de KCI en 5.0x102 mL de agua destilada se prepara la disolución “1”. Disolviendo la mitad de x” de KCI en 2.0x102 mL de agua destilada se prepara la disolución “2”. Al mezclar cantidades iguales de las disoluciones 1 y 2 se obtiene una nueva disolución cuya molalidad de KCI es 0.422 m. ¿Cuántos gramos de KCI hay en la cantidad “x”? A) Menos de 5 B) Entre 5 y 10 D) Entre 15.1 y 20 C) Entre 10.1 y 15 E) Más de 20 Academia Mexicana de la Ciencia 14ª OLIMPIADA NACIONAL DE QUÍMICA PRIMER EXAMEN A y B Total: 30 preguntas Tiempo asignado: 90 minutos Sonora 2006 En sonora hay gran cantidad de industrias y dentro de ellas destacan las dedicadas a la minería, a la elaboración de textiles, alimentos, partes automotrices y sistemas electrónicos. Un estudiante de la olimpiada investigó y encontró que algunos minerales que se encuentran en Sonora son: A) Sonoraita, Fe2Te2O5(OH)4 B) Deningita, MnTe2O5 D) Burckhardita, Pb2Fe3TeO2 C) Choloalita, PbCuTe2O6 E) Alamosita,PbSiO3 Sección I.- Con base en las fórmulas indicadas contesta las siguientes preguntas. Anota la letra que corresponde al mineral: 1.- El mineral de mayor masa molar es: 2.- El mineral que contiene el mayor % en masa de plomo es: 3.- El mineral que contiene el mayor % en masa de telurio es 4.- Dentro de los minerales que contienen plomo, el que tiene un mayor % en masa de oxigeno es: 5.- El mineral que tiene casi un 50% en masa de telurio es: Sección II. Escribe en el recuadro la letra de la respuesta correcta. 6.- Si de 500.0 g de alamosita se lograra extraer un 25.0% del plomo que contiene, los moles de plomo obtenidos serian: A menos de 0.40 B entre 0.40 y 0.49 D entre 0.60 y 0.69 C entre 0.50 y 0.59 E mas de 0.69 7.- Suponiendo que la densidad de la choloalita es de 5.6 g cm-3, el volumen que ocupa un mol de este mineral es, en litros: A menos de 0.050 B entre 0.051 y 0.100 D entre 0.151 y 0.200 Academia Mexicana de la Ciencia C Entre 0.101 y 0.150 E más de 0.200 8.- Supongamos que un mol de Sonoraita se somete a un proceso de alta temperatura en el que todo el hierro conteniendo en la muestra se combina con oxigeno para formar Fe2 O3. ¿Cuántos gramos de este óxido se obtienen? A Menos de 100 B Entre 100 y 149 C Entre 150 y 199 D Entre 200 y 250 E Más de 250. 9.- Suponiendo que un alto horno el óxido de hierro (Fe2O3) se reduce en un solo paso con monóxido de carbono para obtener hierro y dióxido de carbono. Si escribiéramos la reacción balanceada, por cada mol de óxido de hierro, reaccionan moles de CO A Menos de un mol B Un mol D 2 moles C 1.5 moles E más de 2 moles 10.- En realidad la reducción ocurre por etapas: Fe2O3 →Fe3O4 → FeO →Fe Por cada 160g de Fe2O3 que se reducen con CO para formar Fe3O4 ¿Cuántos moles de CO2 se producen? A Menos de 0.5 mol B 0.5 mol B 2 moles C 1.0 mol E más de 2 moles 11.- Se tiene una solución acuosa de ácido sulfúrico (H2SO4) de concentración 3.0M (M = molar = moles L-1) y cuya densidad es de 1.2 g/cm3 ¿Cuántos gramos de agua hay en un litro de este ácido diluido? A Menos de 850 g B Entre 900 y 915 g D Entre 1180 y 1200 g E C Entre 990 y1010 g Más de 1200 g 12.-En la escala de electronegatividad de Pauling, el flúor tiene un valor de 4.0. ¿Cuál de los siguientes arreglos es correcto si se desea tener los elementos ordenados de menor a mayor electronegatividad? A K< Na < Mg < Cl < F B K< Na < O < Cl <F C Li< Na < Mg < Cl < F D K< Be < Mg < Cl < F E K<Na<Na<Mg<F<Cl Academia Mexicana de la Ciencia 13.- La constante R de los gases tiene un valor de 82.058 cm3 atm mol-1 K-1. Las equivalencias en unidades de presión son: 1 bar = 105 Pa = 0.986923 atm. Por lo tanto el valor correcto de R en las unidades de Litro bar mol-1 K-1 son: A 80.985 C 83.145 x 10-3 B 83.145 D 83.145 x 103 E 80.985 x 103 14.- A la presión de 1.20 bar, 0.320 moles de SO2 ocupan un volumen de 6.80 litros ¿Cuál es la temperatura del sistema? Considera que se aplica la ecuación PV= nRT. A 3.26 x 10-3°C B 33.6°C C 37.8°C D 360°C E80.985 x 10 3 15.- una forma de producir SO2 y SO3 es quemando azufre en presencia de O2. Si se queme 64g de azufre de tal forma que se obtiene el mismo número de moles de ambos compuestos gaseosos ¿Cuántos moles de O2 se consumen? A 2.0 B 2.5 C 3.0 D 4.0 E 5.0 D 8 E 10 16.- ¿Cuántos electrones tiene el Kr en el nivel 4 de energía? A 2 B 4 17.-De acuerdo a la expresión " x"→ A 210 84 Po B 210 83 Bi 206 82 C 6 Pb + α podemos concluir que el átomo radiactivo “X” es C 210 81 Tl D 210 85 At E 209 84 Po 18.- La masa molar del compuesto más sencillo de la familia de los alquenos es, en mol-1 A Menor a 24 B 24 C 28 Academia Mexicana de la Ciencia D 30 E Mayor a 30 19.- El agua oxigenada se descompone para dar agua y oxigeno gaseoso. Si se descomponen 2.50g de H2O2, los moles de agua que se forman son: A menos de un mol B Un mol D 2 moles E C 1.5 moles más de 2 moles 20.-A la temperatura de 20° C, 32.0g de oxigeno gaseoso ocupan un volumen de 30.0 litros ¿Cuál es la presión de gas en Pascales (Pa)? Considerando que se aplica la ecuación PV= nRT = 0.082 L atm mol -1 K-1 A Menos de 50 mil B Entre 50,000 y 74,999 C Entre 75,000 y 84,999 D Entre 85,000 y 95,000 E Más de 95 mil 21.-El catión metálico que al reaccionar con un sulfuro produce en precipitado negro, con un cloruro da un precipitado blanco y con un yoduro, un precipitado amarillo es: A) Mn2+ B) Cd2- C) Ni2- D)D+ E)Ag+ 22.- un compuesto contiene los elementos M y N en proporción 43.63% con una composición porcentual en peso de 43.7% de M y 56.3% de N. se conoce además que la masa molar de M es 1.94 veces mayor que la de N. La Fórmula empírica del compuesto es: A B M2N MN C M2N3 D M2N5 E MN2 23.-Para los compuestos NH4Cl y Na2CO3, su comportamiento ácido.basico en agua es, respectivamente: A ácido, neutro B base, base C ácido, ácido D base, ácido E ácido, base 24.- Para neutralizar una muestra de 5.0 mL de una mezcla agua/ácido acético cuya densidad es 1.01 g/mL se requiere agregar 40.0 mL de una solución 0.100N de NaOH. ¿Cuál es el % en masa de ácido acético (C2H4O2) en esta muestra de vinagre? A Menor a 4.0% B Entre 4.0 y 4.2% D Entre 4.6 y 4.8 % C Entre 4.3 y 4.5 % E Mayor a 4.8% Academia Mexicana de la Ciencia 25.- Durante los primeros diez minutos en que se lleva a cabo la reacción 2 A + 3/2 B → C La cantidad formada del producto C, en moles, se puede calcular con la ecuación log C =0.2 t donde t son los minutos que ha ocurrido la reacción. Si B es oxigeno gaseoso, ¿Cuanto tiempo después de iniciada la reacción se han consumido 25.0 moles de este gas? A Antes de cuatro min B Entre 4 y 4.9 min C Entre 5 y 5.9 min D Entre 6 y 6.9 minutos E más de 7 minutos 26.- El pH de una disolución acuosa 1x10-3 M L -1 de NaOH es: A 3 B 7.3 C 10 D 11 E 13.7 27.- A partir de una disolución de HCl y otra de NaOH, ambas en concertación 1Mol/L se quiere preparar una disolución de pH=8. Esto podría lograrse A Diluyendo la disolución de HCl hasta que la concertación del ácido clorhídrico con agua hasta que su concentración sea 10-8 moles/L B Diluyendo con agua la disolución de NaOH hasta que su concentración sea 10-6 C Mezclando la disolución de HCl con la de NaOH en una relación de 6 a 8 D Mezclando volúmenes iguales de las disoluciones de HCl y de NaOH E Mezclando 10cm3 de la disolución de HCl con 90cm3 de la NaOH 28.- Si se sustituyen dos átomos de hidrogeno en el etano con dos átomos de cloro,¿Cuántos compuestos se forman? A 5 B 4 C 3 D 2 E Uno 29.- ¿Cuál compuesto tiene un átomo de carbono tetraédrico? A formaldehído B ácido fórmico D etileno C alcohol metílico E acetileno 30.-¿Cuál compuesto es lineal? A acetileno B etileno C acetaldehído D metano Academia Mexicana de la Ciencia E propanol 15ª OLIMPIADA NACIONAL DE QUÍMICA PRIMER EXAMEN A y B Total: 30 preguntas Tiempo asignado: 90 minutos San Luis 2006 Un aspecto importante para que obtengas buenos resultados en esta competencia es que no solo uses tus conocimientos de química sino también leas cuidadosamente todas las instrucciones y apliques tu razonamiento lógico. En esta primera parte, anota en el recuadro correspondiente el NUMERO ATÓMICO de elemento que corresponde a la frase que lo describe. No escribas el nombre del elemento o su símbolo. Tienes una taba periódica donde puedes consultar los números atómicos. Si consideras que ningún elemento es la respuesta escribe una “X” en el recuadro. No dejes ningún recuadro en blanco. 1) Se llama potencial de primera ionización a la energía necesaria para arrancar un electrón de un cierto átomo. Entre los cinco primeros elementos de la Tabla Periódica el que tiene el menor potencial de primera energía de ionización es: 2) Entre los primeros diez elementos de la tabla periódica el que tiene mayor electronegatividad es 3) Este elemento de los alcalinos térreos se combina con el oxígeno para producir un compuesto cuya masa molar es de 40.304 g/mol. 4) Es el primer elemento que tiene un electrón en el nivel 3d 5) El aire consta de un 79% de este elemento: 6) 10 g del carbonato de este elemento se descomponen para producir el óxido correspondiente y 4.4 g de CO2 7) Un mol del hidróxido de este elemento reacciona con 3 moles del ácido clorhídrico y se obtiene un mol del cloruro del elemento más 54 g de agua. La masa molar del cloruro obtenido es de 133.34 g/mol. El elemento cuyo hidróxido se usa como reactivo es: 8) El permanganato de este elemento tiene una masa molar de 158.032 g/mol. Su número atómico es: 9) Al disolver 6.5116 gramos de un compuesto “X” en 500 ml de agua, se obtiene una solución 0.2 molal. Si “X” es un cianuro de cierto elemento, el número atómico de este elemento es: Academia Mexicana de la Ciencia 10) En la molécula del etanol el elemento con menor % en masa es: 11) En la reacción 8HNO3 + H2S Æ 8NO2 + 4H2O + H2SO4 el número atómico del elemento que se reduce es: 12) En la reacción de la pregunta 11, el número el elemento que se oxida es: 13) La descomposición térmica de 54 g de un óxido metálico (“XO”) se utiliza para obtener 4 g de oxígeno gaseoso en el laboratorio El elemento “X” es: 14) Entre el grupo de elementos (Au, Zn, Ag, I, Na, H), el que reacciona violentamente al contacto con el agua es: 15) De acuerdo a la Ley de los gases ideales, PV=nRT, a una temperatura de 0º C y P de 101.325 kPa. (R=0.0814 l-bar/molK; 1 bar=100kPa), 13.13 g de este gas noble ocupan un volumen de 2.24 litros 16) Para preparar 50 ml de una solución acuosa 0.1 M de este nitrato se utilizaron 0.85 g del sólido Este nitrato es del elemento: 17) En el compuesto “K2ZCl6”, la letra Z representa un elemento de transición. La densidad de este compuesto sólido es igual a 3.5 g/cm3 y un mol del mismo ocupa un volumen de 0.1389 litros. El número atómico del elemento “Z” es: 18) Dentro de los primeros quince elementos de la tabla periódica es el más utilizado en la fabricación de celdas solares. Sus óxidos forman parte de muchos minerales. Este elemento es: 19) En la reacción X2O5 + SO2 Æ X2O4 + SO3, el producto sólido tiene un % en masa de oxígeno de 38.58%. El número atómico del elemento “X” es: 20) Las cetonas son compuestos orgánicos que se caracterizan por tener un doble enlace entre un átomo de carbono y un átomo de: 21) Este elemento se combina con el oxígeno en una proporción 3:4. La masa molar de este compuesto es 685.596 g/mol. Academia Mexicana de la Ciencia 22) El borax es el tetraborato decahidratado (diez moléculas de agua) de este elemento. La masa molar del borax es 381.37 g/mol. El elemento es: 23) El trióxido de este lantánido tiene una masa molar de 351.92 g/mol 24) En una mezcla de 56 g de nitrógeno gaseoso en 40.358 g de otro elemento gaseoso cuyas moléculas son monoatómicas, la fracción mol del elemento desconocido es 0.5. El número atómico de este elemento es: 25) La densidad de este elemento es 7.86 g/cm3. Un mol de este elemento ocupa un volumen de 7.105 cm3. 26) El elemento “X” al combinarse con cloro forma un compuesto hexahidratado cuya masa molar es de 203.31 g/mol. El elemento “X” es: 27) La configuración electrónica de este elemento es 1s2 2s2 2p4 3s2 28) Todos los óxidos de los metales alcalinos reaccionan con el agua para formar los hidróxidos correspondientes. En una reacción de este tipo se obtuvieron 5 gramos de hidróxido, lo que equivale a 0.209 moles. El óxido que se utilizó es del elemento cuyo número atómico es 29) En la electrólisis del agua, el elemento que se obtiene en el cátodo es 30) En la siguiente reacción, las letras griegas “α”, “β”, “γ” representan elementos químicos α2βγ4 + 2NH3 Æ β(NH3)2γ2 + 2 KCl de 415.1 g/mol. Por lo tanto “β” representa al elemento La masa molar del compuesto α2βγ4 es cuyo número atómico es: Academia Mexicana de la Ciencia 16ª OLIMPIADA NACIONAL DE QUÍMICA PRIMER EXAMEN A y B Total: 30 preguntas Tiempo asignado: 75 minutos Toluca 2007 Actualmente el desarrollo de las ciencias impone un modelo multidisciplinario en el que la química se relaciona con las áreas del conocimiento como las matemáticas, la física, la biología y la medicina. Debes anotar en el recuadro correspondiente la letra del inciso que contesta correctamente cada pregunta. Si consideras que ningún inciso es el correcto deberás anotar una letra X. Recuerda que siempre es bueno leer con atención cada pregunta. NOTA ACLARATORIA: Al hacer tus cálculos puedes encontrar una pequeña diferencia, en general no mayor de unas décimas, entre tu resultado y alguno de los propuestos. Esto es normal y por eso solo deberás usar la “X” cuando ninguna respuesta sea muy cercana a la obtenida por ti. Para complementar su alimentación, muchas personas ingieren pastillas que contienen vitaminas y minerales. En un producto comercial encontramos la siguiente información. Cada tableta con una masa de 0.80 g contiene las siguientes substancias: Fosfato de Calcio 160 mg Sulfato Ferroso 50.9 mg Yoduro de Potasio 0.20 mg Sulfato de Cobre(II)pentahidratado 2.5 mg Sulfato de manganeso 3.10 mg Óxido de zinc (ZnO) 1.5 mg Óxido de magnesio 100.0 mg Vitamina B2 5 mg Vitamina B6 5 mg Vitamina C (ácido ascórbico) 90 mg Vitamina E (d-alfa-tocoferol) 30 U.I. Selenato de sodio 0.05 mg El resto es una sustancia inerte. U.I. significa “unidad internacional” pero no pertenece al Sistema Internacional de Unidades. El termino U.I. está asociado a una actividad biológica más que a una masa determinada. Por esta razón el significado de U. I. es diferente para cada sustancia, por ejemplo, una U.I. de vitamina C equivale a 0.050 mg de ácido ascórbico y una U.I. de vitamina E corresponde a 0.667 mg de d-alfa-tocoferol Academia Mexicana de la Ciencia 1) La fórmula química de la vitamina E es C29H50O2, ¿Cuántas tabletas deberían tomar para ingerir 0.001 moles de esta sustancia? A Menor de 15 tabletas B Entre 16 y 18 tabletas C Entre 20 y 22 tabletas D Más de 24 tabletas 2) La masa molar del sulfato de cobre (II) pentahidratado es, en g/mol: A Menos de 240 B Entre 240 y 260 C Entre 261 y 280 D Más de 280 3) Si una persona ingiere dos tabletas, ¿Cuántas U. I. de vitamina C habrá ingerido? A Menos de 3000 B Entre 3100 y 3400 C Entre 3500 y 3700 D Más de 3800 4) El sulfato férrico o sulfato de hierro (III), Fe2(SO4)3, es un compuesto cuya masa molar es aproximadamente: A 400 g mol -1 B 200 g mol-1 C 800 g mol-1 D 112 g mol-1 5) En una mezcla del mismo número de gramos de FeSO4 y de Fe2(SO4)3 la fracción mol del sulfato ferroso o sulfato de hierro (II) es: A Menor de 0.5 B 0.5 C Entre 0.55 y 0.7 D Mayor a 0.7 6) Una de estas tabletas se disuelve totalmente en agua hasta tener 100mL de disolución, la concentración molar de selenato de sodio (Na2SeO4) será en mol L-1 A Menor a 3 x 10-6 B 2.6 x 10-5 C 2.6 x 10 -2 D Mayor a 3 x 10 -2 Academia Mexicana de la Ciencia 7) Un análisis demostró que el compuesto de calcio contenido en las tabletas es realmente CaHPO4. El % en masa de Ca en este compuesto es: A Menor al 25% B Entre 26 y 35% C Entre 36 y 45% D Mayor al 45% 8) El sulfato de zinc se puede obtener haciendo reaccionar zinc metálico con ácido sulfúrico. Otro de los productos de esta reacción es: A) Oxígeno B) Hidrógeno C) Azufre D) Agua 9) Para producir el óxido de zinc se hace reaccionar este metal con oxígeno gaseoso. ¿Cuántos moles de oxígeno se requieren, aproximadamente para producir 16 mg de este compuesto? A) 3.1 x 10-3 B) 9.83 x 10-5 C) 4.9 x10-5 D) 1.55 x 10-3 10) ¿Cuál de estos elementos tiene la mayor electronegatividad ?. A) Flúor B) Oxígeno C) Neón D) Litio 11) De acuerdo a la ley de los gases ideales, 16 gramos de oxígeno gaseoso, a una temperatura de 10°C y presión de 0.5 atmósferas, ocuparían un volumen de: (R=0.082 L-atm/mol K). A Menos de 12 L B Entre 12 y 16 L C Entre 17 y 22.8 L D Mas de 22.8 L 12) El ácido nítrico es un líquido cuya densidad es 1.574g/cm3. Por lo tanto, la masa contenida en medio litro de ácido nítrico es: A) 15.74 g B) 157.4 g C) 7.87 g D) 78.7 g 13) Si consideramos que el ácido nítrico (HNO3) concentrado tiene un 90% en masa del ácido y el resto es agua, al calcular la molaridad (mol Kg-1) del ácido suponiendo al agua como el disolvente, obtendremos un valor igual a: A) 14.28 m B) 142.8 m C) 90 m Academia Mexicana de la Ciencia D) 9.0 m 14) Un matraz aforado de 100.0 mL se pesa vacío y la lectura es 25.83 g. Este matraz se llena hasta el aforo con un líquido “X” y se pesa nuevamente. Ahora la lectura es 108.93 g. La densidad del líquido “X” es, en g/cm3: A) 0.00831 B) 0.0831 C) 0.831 D) 83.1 15) En la cifra 0.000421, el número de cifras significativas es: A) seis B)cinco C) cuatro D) tres 16) Si se mezcla medio litro de solución acuosa 0.2 molar (mol L-1) de cloruro de sodio con 250.0 mL de una solución 0.5 molar del mismo compuesto la concentración molar del cloruro de sodio en la solución obtenida es: A) 0.7 M B) 0.5 M C) 0.3 M D) 0.225 M 17) Al balancear la ecuación FeCr2O4 + K2CO3 + O2 Æ 2Fe2O3 + K2CrO4 + CO2 El coeficiente estequiométrico para el oxígeno es: A) 12 B) 7 C) 6 D) 14 Para concentrar las preguntas 18 a 23, considera los datos que aparecen en la siguiente tabla: Nombre de la sustancia Fórmula Punto de fusión Punto normal de ebullición ( 1 atmósfera) Metanol CH3OH -98°C 65° C Etanol C2H5OH -130°C 78º C Benceno C6H6 5.5°C 80° C Agua H2O 0°C 100° C 1 atm = 1.01325 x 103 Pa = 760 mm Hg 18) Si tomamos una muestra de 100.0 g de cada una de estas sustancias, ¿En cuál de las muestras tendríamos un menor numero de moles? A) Metanol B) Etanol C) Benceno Academia Mexicana de la Ciencia D) Agua 19) Si preparamos una solución con la misma cantidad de gramos de agua y de etanol, la fracción mol de etanol en esta solución es A) 0.5 B) mayor a 0.5 C) menor a 0.5 D) No se puede calcular sin conocer la masa total de la solución 20) A una temperatura de 348 K y P= 760 mm Hg ¿Cuántas de estas sustancias se encuentran en este liquido? A) Todos B) Tres C) Una D) Ninguna 21) ¿Cuál de estas sustancias tiene una densidad menor en estado sólido que en estado líquido? A) Metanol B) Etanol C) Benceno D) Agua 22) ¿Cual de estas sustancias tienen una molécula en forma de ciclo? A) Metanol B) Etanol C) Benceno D) Agua 23) Si tenemos una muestra de etanol y nos encontramos a una altura de 3000 metros sobre el nivel del mar, ¿Cuál podría ser la temperatura de ebullición de esta sustancia? A) 68° C B) 78° C C) 88° C D) 93° C 24) ¿Cuál de los siguientes óxidos al reaccionar con agua produce un ácido fuerte? A) SO3 B) K2O C) CO2 D) Na2O 25) Al reaccionar 100.0 mg de sodio con 100mL de agua, se produce hidróxido de sodio e hidrógeno. E l volumen de hidrógeno desprendido (medido a 1 atmósfera y a 273.15 K) es en mL. A) 22400 B) 224 C) 49 Academia Mexicana de la Ciencia D) 98 26) La concentración de la disolución de hidróxido de sodio formada en la reacción indicada en la pregunta anterior es A) 4.35x10-3 M B) 4.35x10-2 M C) 4.35x10-1 M D) 4.35x10-2 M 27) Si disolvemos 1 x 10 -3 moles de NaOH en 100mL de agua, el pH de esta disolución será. A) 2 B) 3 C) 11 D) 12 28) De acuerdo con el modelo de Lewis identifique el grupo de especies químicas con carácter básico A) NaOH, HCl, Na2SO4 B) NaOH, NH3, PCl3 C) Al(OH)3, H2SO4 D) CO, Cl-, NO2- 29) En la siguiente reacción, las letras griegas “α”, “β”, “γ” Representan elementos químicos 4αβγ3 Æ 2α2γ + 4βγ2 + γ2 El elemento γ es de mucha importancia para la vida y en estado gaseoso su molécula es diatómica. La masa molecular del compuesto αβγ3 es 68.94 g / mol y este compuesto contiene nitrógeno. El elemento α es: A) H B) Li C) Be D) Na 30) El carbonato del elemento α (mismo de la pregunta anterior) se descompone calentándolo a 800°C. Los productos obtenidos son el óxido del elemento α y CO2. Por cada mol del carbonato que se descompone, se obtienen de CO2: A) 0.5 moles B) 1 mol C) 2 moles Academia Mexicana de la Ciencia D) 3 moles