UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MORELOS FACULTAD DE CIENCIAS EXAMEN DEPARTAMENTAL DE QUÍMICA GENERAL I (diciembre 2011) NOMBRE_____________________________________CALIFICACIÓN_________ NOTA: No se permite el uso de formularios y tablas periódicas. 1. a) ¿Cuántos valores del número cuántico l son posibles cuando n=7? b) ¿Cuántos valores de ml están permitidos para un electrón en un subnivel 6d? c) ¿Cuántos valores de ml están permitidos para un electrón en un subnivel 3p? d) ¿Cuántos subniveles existen en el nivel n= 4? (dos puntos) 2. ¿Cuántos electrones no apareados están previstos en la configuración del estado fundamental de cada uno de los siguientes átomos: a) Bi; b) Si c) Ta d) Ni (dos puntos) 3. ¿Cuál de los elementos de cada uno de los siguientes pares tiene mayor afinidad electrónica: a) oxígeno ó flúor; b) nitrógeno ó carbono; c) cloro ó bromo; d) litio o sodio? (dos puntos) 4. Ubique cada uno de los siguientes grupos de elementos en orden de energía de ionización decreciente. Explique su elección. a) selenio, oxígeno y telurio; b) oro, tantalio, osmio; c) plomo, bario, cesio. (dos puntos). 5. Escriba el estado de oxidación más probable para los siguientes elementos a) Br; b) Te; c) Cs; d) Ga; e) Cd.(dos puntos) 6. Emplee los datos siguientes para calcular la energía de red del SrCl2. La energía de formación del SrCl2 es –828 kJ/mol. La entalpía de sublimación del Sr es +164 kJ/mol. La primera energía de ionización del Sr +549 kJ/mol y la segunda energía de ionización del Sr es +1064 kJ/mol. La energía de disociación del Cl2 es +243 kJ/mol y la primera afinidad electrónica del Cl es –348 kJ/mol. Escriba el ciclo de Born-Haber correspondiente a dicho proceso. (dos puntos) 7. Dibuje la estructura de Lewis para cada una de las siguientes moléculas o iones. Indique en cada caso: i) número de posiciones ocupadas ii) número de pares de electrones libres, iii) número de pares de electrones de enlace iv) geometría molecular v) ángulos de enlace aproximados vi) hibridación del átomo central (seis puntos) a) SbI52- b) SCl4 c) I31- d) ICl41+ 8. Determine los órdenes de enlace y úselos para predecir cuál especie de cada uno de los siguientes pares tiene el enlace más fuerte: a) F2 ó F2- [….(2p) (2p) (*2p) (*2p)]; b) B2 ó B2+ [….(2p) (2p) (*2p) (*2p)] (dos puntos) 1 9. Balancee las siguientes reacciones por el método que se indica. Para cada una de ellas indique el elemento que se oxida, el que se reduce, el agente oxidante y el agente reductor; así como el número de electrones involucrados en el proceso (seis puntos): a) UF4 (s) + Mg (s) U (s) + MgF2 (s) (cambio del número de oxidación) -1 -1 b) Cl2 (g) ClO3 (ac) + Cl (ac) (ion electrón en solución ácida) c) N2H4 (ac) + Cu(OH)2 (s) N2 (g) + Cu (s) (ion electrón en solución alcalina) 10. Cuando se calienta piedra caliza, que es principalmente CaCO3, se producen dióxido de carbono y cal viva, CaO, por la reacción (tres puntos): CaCO3 (s) CaO(s) + CO2 (g) Si se produjeron 17.5 g de CO2 a partir de la descomposición térmica de 42.73 g de CaCO3, ¿cuál es el rendimiento porcentual de la reacción? 11. Una solución acuosa de 8 % en masa de amoniaco tiene una densidad de 0.9651 g/ml. Calcule la molaridad de la solución y el volumen de la solución concentrada que se requerirá para preparar 25 ml de una solución 1.45 M (tres puntos). 12. Considere la siguiente reacción en equilibrio (dos puntos) 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 4 NO (g) + 6 H2O (g) Considerando cada cambio por separado, indique qué efecto tiene cada uno (incremento, disminución o ningún cambio) sobre los valores originales de la segunda columna (o K si se especifica). La temperatura y volumen son constantes: Cambio Adición de NO Adición de NO Sustracción de H2O Sustracción de O2 Adición de NH3 Sustracción de NO Adición de NH3 Cantidad De H2O De O2 De NO De NH3 K De NH3 De O2 Efecto 13. Se colocó una mezcla de reacción que consiste en 2 moles de CO y 3 moles de H2 en un vaso de reacción de 10 litros y se calentó a 1200 K. En el equilibrio había 0.478 moles de CH4 presentes en el sistema. Determine el valor de K para la reacción (tres puntos): CO (g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) 14. Escriba las fórmulas de los ácidos conjugados de a) CH3NH2 b) NH2NH2 c) HCO3- y de las bases conjugadas de d) HCO3-, e) C6H5OH, f) CH3COOH (dos puntos) 2 15. (a) Cuando se midió el pH del HClO2 (aq) 0.10 M el valor obtenido fue de 1.2 ¿cuáles son los valores de Ka y pKa del ácido cloroso? (b) el pH de una solución acuosa de propilamina, C3H7NH2 0.10 M resultó ser igual a 11.86. ¿Cuáles son los valores de Kb y pKb? (tres puntos). 3