XVII OPQ

XX Olimpiada Peruana de Química
NIVEL BÁSICO
Primera Fase – 2015
INSTRUCCIONES
Escriba su nombre y código de alumno solamente en la parte de identificación desglosable de
la hoja de respuestas y en la parte superior de esta carátula.
LA PRUEBA CONSTA DE 40 PREGUNTAS.
DURACIÓN DE LA PRUEBA: 3 horas.
CÓMO RENDIR LA PRUEBA:
 Una vez iniciada la prueba, no podrá retirarse hasta que terminen las tres horas.
 Usted ha recibido una hoja de respuestas que tiene cuatro espacios para cada pregunta
marcados con las letras A, B, C y D. Los cuatro espacios con sus letras corresponden
a las cuatro opciones de respuestas.
 Rellene con lápiz negro el espacio de la letra correspondiente a su respuesta, sin
sobrepasarlo. Use lápiz blando y marque fuerte.
 Evite marcar la hoja de respuestas en otros lugares o manchar con lápiz fuera de los
lugares indicados. Cuando cometa un error al marcar, debe borrar perfectamente la
marca mal hecha. Para no manchar la hoja, limpie primero el borrador.
 No pierda tiempo. Conteste las preguntas que encuentre fáciles. Deje las complicadas
para el final.
 No adivine. Las respuestas incorrectas tienen valor negativo (-1). Las respuestas
correctas valen cuatro (4) puntos y las respuestas en blanco cero (0) puntos.
 Si marca dos o más opciones, se considerará respuesta incorrecta (-1 punto).
 Solo puede utilizar la tabla periódica que se le entregará junto con la prueba.
 No está permitido el uso de hojas adicionales para hacer cálculos.
 Al terminar la prueba, debe entregar:
a) el cuadernillo de preguntas1
b) la hoja de respuestas.
1
Ninguna parte de este material de evaluación, incluido el diseño de la cubierta, puede ser reproducida,
almacenada o transmitida de ninguna forma, ni por ningún medio, sea este electrónico, químico, mecánico,
electro-óptico, grabación o fotocopia o cualquier otro, sin la previa autorización por parte del COMITÉ
PERMANENTE DE ORGANIZACIÓN.
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Enunciado solo para las preguntas 1 y 2.
Se tienen los compuestos AD3, EA y ED2. El porcentaje en masa de A en AD3 es 23,81% y el
porcentaje en masa de D en ED2 es 73,14%
1.
a)
b)
c)
d)
El porcentaje en masa de E en EA es:
49,33%
3,07%
43,93%
No se puede determinar, faltan datos
2.
a)
b)
c)
d)
Si la masa molar de AD3 es 314,63 g/mol , el número de moles de D que hay en 30 g de AD3 es:
0,088
0,263
0,029
10,48
3.
a)
b)
c)
d)
La alternativa __ muestra a las especies indicadas ordenadas de acuerdo a su tamaño:
Na+ < Al3+ < Ne < FF- < Ne < Na+ < Al3+
Al3+ < Na+ < Ne < FAl3+ < F- < Ne < Na+
4. El elemento X (número atómico = 38) pertenece al grupo _______ y al _______ período de la
tabla periódica.
a) 5, segundo
b) 4, cuarto
c) 4, quinto
d) 2, quinto
5.
a)
b)
c)
d)
El número de isómeros posibles para el C6H14 es:
3
4
5
6
6. El nombre IUPAC del compuesto que se muestra a continuación es _______________.
CH3
CH3
H3C
a)
b)
c)
d)
CH3
2-metil-6-etilheptano
2,6-dimetiloctano
2-etil-6-metilheptano
3,7-dimetiloctano
7. Determine los cambios físicos y químicos de entre las siguientes opciones:
I Explosión de fuegos artificiales
II Oxidación de un clavo
III Estiramiento de una liga
IV Destilación de una mezcla líquida
V Fusión de un metal
a) I y II son químicos; III, IV y V son físicos
b) I, II y IV son químicos; III y V son físicos
c) II y V son químicos; I, III y IV son físicos
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d) Sólo II es químico; I, III, IV y V son físicos
8. ¿Cuál sería la densidad de una solución obtenida al mezclar 2 mL de tetraclouro de carbono (CCl 4,
d=1,595 g/mL) con 3 mL de tetrabromuro de carbono (CBr4, d = 3,42 g/mL). Suponga que los
volúmes son aditivos
a) 2,1 g/mL
b) 2,69 g/mL
c) 2,96 g/mL
d) 2,6 g/mL
9. Los preservantes son añadidos para incrementar la vida de un producto. Entre ellos destacan el
ácido sórbico C6H8O2) y sus sales, sorbato de calcio (Ca (C6H7O2)2) y sorbato de potasio, (K
(C6H7O2)). El orden decreciente de puntos de fusión es:
a) C6H8O2 > Ca (C6H7O2)2 > KC6H7O2.
b) KC6H7O2> C6H8O2 > Ca (C6H7O2)2 >
c) Ca (C6H7O2)2 > KC6H7O2 > C6H8O2
d) C6H8O2 > KC6H7O2 > Ca (C6H7O2)2
10.
a)
b)
c)
d)
El compuesto que presenta enlaces dobles es su estructura es:
C2H6
CaCl2
MgO
CO2
11. Determine cuál(es) de las siguientes afirmaciones es(son) correcta(s):
I. La presión y el volumen de un gas son directamente proporcionales
II. La densidad de un gas es constante independientemente de la temperatura
III. Un mol de cloro, Cl2, más un mol de H2, en un recipiente de 11,2 L a 0 °C ejercen un presión
aproximadamente de 4 atm.
IV. Según la Ley de Charles, el volumen de un gas a - 273 °C es cero.
a) Sólo IV
b) II y IV
c) III y IV
d) II, III y IV
12.
a)
b)
c)
d)
¿Cuántos moles y moléculas de CO2 gaseoso hay en una botella de 5 L en condiciones normales?
0,223 moles y 1,34x1023 moléculas
0,223 moléculas y 1,34x1023 moles
0,275 moles y 1,66x1023 moléculas
0,275 moléculas y 1,66x1023 moles
13. Relacione cada enunciado con el modelo atómico respectivo.
I. La materia consiste de partículas indivisibles llamadas átomos
II. En el átomo, los electrones están incrustados en una esfera cargada positivamente
III. Los electrones viajan en órbitas circulares alrededor del núcleo
a) I - Dalton, II - Bohr, III - Schrödinger
b) I - Dalton, II - Thomson, III - Bohr
c) I - Rutherford, II - Sommerfeld, III - Bohr
d) Ninguna de las anteriores
14. A continuación se muestra la configuración electrónica de cierto átomo neutro en un estado
excitado: [Ar] 4s1 3d10 4p4. Identifique el átomo en cuestión.
a) Germanio
b) Arsénico
c) Selenio
d) Ninguna de las anteriores
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15.
a)
b)
c)
d)
Indique el orden correcto para la energía de ionización de los siguientes elementos:
F > Ne > Na
F < Ne < Na
Ne > F > Na
Ninguna de las anteriores
16. Indique cuál o cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas.
I. La tabla periódica ordena a los elementos de acuerdo a su número de masa
II. Existen 8 grupos de elementos representativos
III. Los halógenos se ubican el grupo 17
IV. El nitrógeno es un gas noble
a) I, II, III y IV
b) II, III y IV
c) Solo III
d) Ninguna de las anteriores
17. Ordene los siguientes compuestos de menor a mayor punto de ebullición: agua, NaCl, CO y
hexano
a) CO, hexano, agua y NaCl
b) CO, agua, NaCl, hexano
c) CO, agua, hexano, NaCl
d) Ninguna de las anteriores
18.
a)
b)
c)
d)
Determine la fórmula adecuada para el compuesto MgxNy
MgN
Mg2N5
Mg3N2
Ninguna de las anteriores
19. Determine el incremento porcentual de presión que experimenta un gas que ocupa un recipiente
cerrado e indeformable de 22,4 L al subir su temperatura de 20,0°C a 30,0°C.
a) 50,0 %
b) 12,7 %
c) 3,4 %
d) Ninguna de las anteriores
20.
a)
b)
c)
d)
¿Qué fuerzas intermoleculares predominan en Cl2 y HCl, respectivamente?
Fuerzas de dispersión y dipolo-dipolo
Fuerzas de dispersión y ion-dipolo
Fuerzas de dispersión y ion-ion
Ninguna de las anteriores
Observe las siguientes reacciones relacionadas con la química del cloro y responda a las preguntas 21
y 22.
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21. El diagrama superior contiene sustancias (una o más de una) con las siguientes funciones
inorgánicas:
a) Ácido hidrácido, sal haloidea y óxido ácido,
b) Hidróxido, óxido básico y ácido hidrácido,
c) Hidróxido, sal haloidea y sal oxisal,
d) Sal oxisal, óxido ácido e hidruro.
22. En el diagrama superior podemos encontrar al elemento cloro en los siguientes estados de
oxidación formales (puede haber otros no citados):
a) + 5, +3, +1 y 0
b) +5, +3 y +7
c) -1, +3, +5 y 0
d) -1, 0, +1
23. Ernest Rutherford (1871-1937), premio Nobel de Química, hizo un experimento muy famoso para
conocer la estructura del átomo. Seleccione el experimento que hizo y su descubrimiento:
a) Bombardeó con partículas α una lámina de oro y descubrió que los átomos estaban formados de un
núcleo positivo separado de los electrones, que estaban a gran distancia del mismo.
b) Bombardeó con partículas α una lámina de oro y descubrió que los átomos estaban formados de un
núcleo que contenía la mayor parte de la masa y, pegados a su alrededor, estaban los electrones.
c) Bombardeó con partículas β una lámina de oro y descubrió que los átomos estaban formados de un
núcleo positivo separado de los electrones, que estaban a gran distancia del mismo.
d) Bombardeó con partículas α una lámina de oro y descubrió que los átomos estaban formados de un
núcleo positivo alejado de los electrones, que giraban a su alrededor.
24.
a)
b)
c)
d)
Un orbital representa. . . . (elija la respuesta más adecuada):
La distancia a la que se encuentran los electrones del núcleo.
La zona del espacio alrededor del núcleo por donde giran los electrones a su alrededor.
La zona del espacio alrededor del núcleo donde es más probable encontrar a un electrón.
La probabilidad de que un electrón sea fácilmente atraído por el núcleo.
25. Las especificaciones de los neumáticos de los automóviles indican que estos deben inflarse hasta
alcanzar una presión de 32 psi. Determine la presión del aire en esos neumáticos en el sistema
internacional.
a) 2,17 atm
b) 2,2 x105 Pa
c) 2200 Pa
d) 2,2 Bar
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26. Para separar los metales que aparecen como minerales sulfurados (como la calcopirita, CuFeS 2)
del resto de materiales de la roca que los rodea (minerales silicatados), se usa el proceso conocido
por flotación. Para esto, se introduce en una cuba la roca pulverizada y se añaden jabones,
aditivos y tensioactivos disueltos en agua. Los aditivos, conocidos como ditiofosfatos, son atraídos
por las partículas de los metales a extraer debido a una similitud de fuerzas intermoleculares, pero
no a los minerales silicatados de la roca. A esta mezcla se la agita vigorosamente y, por debajo de
la cuba, se inyecta aire. Las burbujas de aire arrastran a la superficie a los aditivos unidos a los
metales de interés, pero los minerales silicatados quedan en el fondo. De esta manera se separan
los minerales de interés de los que no tienen valor económico.
Identifique la afirmación que más se corresponde a lo relatado anteriormente:
a) Todos los procesos mencionados involucran cambios químicos.
b) Ninguno de los procesos mencionados involucra cambios físicos
c) Todos los procesos mencionados involucran cambios físicos.
d) En el texto se mencionan cambios químicos y físicos.
El siguiente enunciado se aplica solo a las preguntas 27 y 28.
Un hidrocarburo es una sustancia molecular que contiene solo carbono e hidrógeno. Un ejemplo de
ello es el hexano, cuya fórmula molecular es C6H14. Cuando este combustiona en presencia de
oxígeno los carbonos del hidrocarburo se convierten en dióxido de carbono y los hidrógenos se
convierten en agua.
27. ¿Cuál será la ecuación que describe correctamente la reacción química balanceada de combustión
del hexano?
a)
b)
c)
d)
28. Si el oxígeno se encuentra en exceso durante la combustión del hexano, ¿cuál será el reactivo
limitante?
a) hexano
b) dióxido de carbono
c) oxígeno
d) agua
29. Cuando 39,06 mg del hidrocarburo XYZ combustiona en exceso de oxígeno, se forman 132,0 mg
de dióxido de carbono y 27,02 mg de agua. ¿Cuál es la fórmula empírica del hidrocarburo XYZ?
a) C3H7
b) CH
c) C2
d) C6H6
30. ¿Cuál podría ser la estructura molecular del hidrocarburo XYZ de la pregunta anterior?
a)
b)
c)
d)
31. Si los 132,0 mg de dióxido de carbono se colectan en un recipiente con 3,0 litros de agua ¿cuál
será la molaridad del dióxido de carbono si se asume que todo el gas se disuelve en dicho
solvente?
a) 1,0 x 10-3 M
b) 0,10 M
c) 10 mM
d) 1,0 M
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32. ¿Cuál será el porcentaje en peso de estos 132,0 mg de dióxido de carbono en los 3,0 litros de agua
si se asume una densidad de 1,0 g/mL?
a) 4,4 x 10-1 %
b) 4,4 x 10-4%
c) 4,4 x 10-3 %
d) 4,4 x 10-5 %
33. ¿Cuál de estos grupos funcionales NO está presente en la siguiente molécula?
H3CO
O
NH
OH
H2N
a)
b)
c)
d)
Amina
Amida
Éter
Ácido carboxílico
34. ¿Cuál(es) de estos alcaloides posee(n) una amina terciaria?
Nicotina
Mescalina
Cafeína
O
NH2
H3C
N
OCH3
H3CO
OCH3
O
CH3
N
N
HO
CH3
N
Dopamina
HO
N
NH2
N
CH3
a)
b)
c)
d)
Mescalina
Nicotina y cafeína
Dopamina y mescalina
Cafeína y dopamina
35.
a)
b)
c)
d)
Aquellos compuestos identificados por las fórmulas generales NnHn+2 y BinHn+2 son:
Hidruros
Hidrocarburos
Anhídridos
No existen tales familias.
36.
a)
b)
c)
d)
Aquellos compuestos identificados por las fórmulas R2S=O y R2Se=O existen si:
R ≠ sustituyentes alquílicos
R ≠ sustituyentes aromáticos
R ≠ sustituyentes cíclicos
R≠H
37. Para la oxidación de Fe2+ a Fe3+ se puede usar KMnO4 en medio ácido. Al balancear las
semirreacciones por el método del ión – electrón es necesario multiplicar la semirreacción de
oxidación por un factor de:
a) 1
b) 3
c) 5
d) 8
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38. El propano, C3H8, reacciona con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua. ¿Cuántos
gramos de propano y de oxígeno se necesitan para obtener 110 gramos de CO2?
a) 133,33 y 36,67, respectivamente
b) 36,67 y 133,33, respectivamente
c) 110,0 y 80,0, respectivamente
d) 110,0 y 400,0, respectivamente
39. Se disuelven 20 g de NaOH en 560 g de agua. Calcula la concentración de la disolución en % en
masa.
a) 3,57
b) 3,54
c) 3,45
d) 5,47
40. Calcula la masa, en gramos, de nitrato de hierro (II), Fe(NO3)2, que hay en 100 mL de disolución
acuosa al 6 % en masa. Puede considerar que la densidad de la solución es 1 g/mL.
a) 0,006
b) 0,033
c) 6
d) 180
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DATOS Y FÓRMULAS
PV=RTn
R=0,0821 L atm /(mol K)
NA=6,023 x 1023
K=°C+273
psi =1 Libra-fuerza/pulgada2
1 Libra-fuerza = 4,448 N
1 Pulgada = 2,54 cm
1 atm = 760 mm de Hg = 1,01325 x 105 Pa = 1,01325 x 105 N/m2 = 1,01325 Bar
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Tabla Periódica de los elementos
1
Elementos del
grupo principal
1A
(1)
1
H
2A
1.008
(2)
Elementos del grupo principal
3
Li
6.941
4
Be
9.012
11
Na
22.99
12
Mg
24.31
3B
(3)
4B
(4)
5B
(5)
6B
(6)
7B
(7)
(8)
(9)
4
19
K
39.10
20
Ca
40.08
21
Sc
44.96
22
Ti
47.87
23
V
50.94
24
Cr
52.00
25
Mn
54.94
26
Fe
55.85
5
37
Rb
85.47
38
Sr
87.62
39
Y
88.91
40
Zr
91.22
41
Nb
92.91
42
Mo
95.94
43
Tc
(97.9)
6
55
Cs
132.9
56
Ba
137.3
57
La
138.9
72
Hf
178.5
73
Ta
180.9
74
W
183.8
75
Re
186.2
2
3
7
Elementos de transición
104
105
106
107
Rf
Db
Sg
Bh
(261.1 (262.1) (263.1) (262.1)
)
4A
(14)
5A
(15)
6A
(16)
7A
(17)
5
B
10.81
6
C
12.01
7
N
14.01
8
O
16.00
9
F
19.00
10
Ne
20.18
(10)
1B
(11)
2B
(12)
13
Al
26.98
14
Si
28.09
15
P
30.98
16
S
32.07
17
Cl
35.45
18
Ar
39.95
27
Co
58.93
28
Ni
58.69
29
Cu
63.55
30
Zn
65.41
31
Ga
69.72
32
Ge
72.61
33
As
74.92
34
Se
78.96
35
Br
79.90
36
Kr
83.80
44
Ru
101.1
45
Rh
102.9
46
Pd
106.4
47
Ag
107.9
48
Cd
112.4
49
In
114.8
50
Sn
118.7
51
Sb
121.8
52
Te
127.6
53
I
126.9
54
Xe
131.3
76
Os
190.2
77
Ir
192.2
78
Pt
195.1
79
Au
197.0
80
Hg
200.6
81
Tl
204.4
82
Pb
207.2
83
Bi
209.0
108
Hs
(265)
109
Mt
(266)
110
Ds
(271)
111
Rg
(272)
112
Cn
(285)
113
Uut
(284)
114
Uuq
(289)
115
Uup
(288)
8B
87
88
89
Fr
Ra
Ac
(223.0) (226.0) (227.0
)
3A
(13)
8A
(18)
2
He
4.003
84
85
86
Po
At
Rn
(209.0) (210.0) (222.0)
116
Uuh
(292)
117
Uus
(294)
118
Uuo
(294)
Elementos de transición interna
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
140.9
144.2
(144.9)
150.4
152.0
157.3
158.9
162.5
164.9
167.3
168.9
173.0
174.0
103
6
Lanthanides
140.1
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
7
Actinides
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr
232.0
231.0
238.0
(237.1)
(244.1)
(243.1)
(247.1)
(247.1)
(251.1)
(252.1)
(257.1)
(258.1)
(259.1)
(260.1)
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