xx de Octubre de 2

XIX OLIMPIADA DE QUÍMICA
(FASE LOCAL-DISTRITO UNIVERSITARIO DE CÓRDOBA)
15 de Febrero de 2006
Instrucciones:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Duración:3’5 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.
1.
Nombre o formule, según sea el caso, los siguientes compuestos: 1) Manganato de plata. 2) Ácido
carbónico. 3) Cloruro de cobalto (IV). 4) Propanodiamida. 5) CsHSO3. 6) Ca(CN)2. 7.) (C6H5)3N.
8)CH2=CH-CO-CH3.
B. CUESTIONES TEÓRICAS
1.
a.
b.
c.
d.
De las siguientes sales, Na2SO4 y NaHCO3, ¿cuál es la más rica en sodio? ¿cuántos átomos de
sodio contiene 1 g de ese compuesto? Masas atómicas: Na=23; S=32; O=16; H=1; C=12.
El volumen de 17 g de un gas a 100ºC y 2 atm de presión es de 5 L. ¿Cuál es el volumen a 200ºC y
4 atm? En estas condiciones, ¿qué densidad y masa molecular le corresponde?
La etiqueta de una botella que contiene una solución acuosa de ácido clorhídrico indica que es del
30% en peso y densidad 0,95 g/cm3. ¿Cuál es la molaridad de esta disolución? ¿Qué volumen de
esta disolución será necesario tomar para preparar 1 L de disolución 0,3M?
En 1,5 moles de dióxido de carbono ¿cuántos átomos hay en total?
2.
a.
b.
c.
d.
Relacione el tamaño atómico y la configuración electrónica de la capa de valencia con el primer
potencial de ionización de los átomos de Z=3 hasta Z=10.
Para una serie de átomos isoelectrónicos con n=10 (átomos con el mismo número de electrones)
¿cuáles son los miembros de la serie cuyos números atómicos correspondientes son 9, 10, 11 y 12.
Indique la configuración electrónica de la serie.
Dadas las siguientes series de números cuánticos: 1.- (2,0,0); 2.- (3,-1,0); 3.- (4,1,0); 4.- (3,3,1),
justifique cuáles no son posibles, y de las que si lo sean, indique a qué orbitales corresponden.
Un electrón posee una energía cinética de 102,5 eV. Calcule la longitud de onda, en Å, asociado al
electrón. Datos: 1 eV=1,6·10-19 J; h=6,6·10-34 J·s; masa electrón= 9,11·10-31 Kg; 1 Å=10-10 m.
3.
a.
b.
c.
d.
Diseñe un ciclo de Born-Haber para el compuesto iónico CaCl2. ¿Cómo podría calcularse el calor
de formación de dicha sal mediante este ciclo?
Compare mediante la estructura de Lewis y el método RPECV, la geometría molecular, la
hibridación del átomo central y la polaridad de la molécula CF4 y el ión NH4+. (números atómicos
C=6, N=7; F=9).
Las sales NaF y CsCl forman redes cristalinas. Suponiendo que ambos cristalizan en el mismo tipo
de red, compare la solubilidad en agua y justifíquelo mediante la expresión de la energía reticular.
Razone si todos los compuestos de carbono en las moléculas orgánicas presentan hibridación sp3.
4.
a.
b.
c.
d.
Define ley de velocidad y orden de reacción.
La energía de activación correspondiente a la reacción A+B→C+D es de 28,5 KJ/mol, mientras
que para la reacción inversa el valor de dicha energía es de 37,3 KJ/mol. Dibuje un diagrama
entálpico de ambos procesos y justifique si la reacción directa es exotérmica o endotérmica.
Sabiendo que para la vaporización del agua: H2O(l)→H2O(g) a la presión de 1 atm, ∆H=44,27
KJ/mol y ∆S=118,8 J/mol·K y suponiendo que ambas funciones de estado sean independientes de
la temperatura, determine si la reacción es espontánea a la temperatura de 273K. ¿A qué
temperatura estará el sistema anterior en equilibrio?
2H2O(g)+Sn(s), el valor de la
Para el siguiente sistema en equilibrio: SnO2(s)+2H2(g)
constante Kp a 900K es 1,5 y a 1100K es 10. Conteste razonando la respuesta cómo afecta en la
producción de estaño, la variación de la temperatura o de la presión.
C. PROBLEMAS.
1. Las plantas utilizan CO2 y H2O para formar azúcares mediante en el proceso de fotosíntesis, de acuerdo
a la reacción general:
11H2O+12CO2 →C12H22O11 +12O2.
a. ¿Qué volumen de CO2 a 30 ºC y 730 mm Hg utiliza una planta para sintetizar un 500 g de sacarosa
(C12H22O11 )?
b. Sabiendo que el contenido en una muestra de aire contiene 0,035 % v/v de CO2, ¿qué volumen de
aire, en las condiciones normales de presión y temperatura, purifica la planta por cada 100 g de
azúcares sintetizados?
Datos: Masas moleculares (g/mol): CO2= 44; C12H22O11= 342.
2. La reacción de formación del metanol es: C(sólido) + 2H2 (gas) + 1/2 O2 (gas → CH3OH (líquido). A partir de las
ecuaciones químicas siguientes:
CH3OH(liq) + 3/2 O2(gas) → CO2(gas) + 2H2O(liq); ∆H= -725 kJ;
C(sol) + O2 (gas) → CO2(gas);
∆H= -393 kJ;
∆H= -286 kJ,. Calcule:
H2 (gas) + 1/2 O2 (gas) → H2O(l;
a. El calor molar de formación del metanol.
b. la masa de hielo, a 0ºC, que puede fundirse con la combustión de 1 litro de metanol (densidad=
0,792 g mL-1).
(Datos: masa molecular metanol 32 g mol-1; calor latente de fusión del hielo= 334 kJ kg-1).
CO(g)+Cl2(g). En
3. La descomposición del fosgeno se produce según la reacción: COCl2(g)
condiciones de equilibrio un recipiente de 1 litro contiene 1 mol de COCl2, 1 mol de CO y ¼ de mol de
Cl2. Calcule:
a. El valor de la constante de equilibrio.
b. Los moles de fosgeno que deben añadirse al equilibrio inicial para que una vez restablecido el
equilibrio, se haya duplicado el número de moles de fosgeno.