CM 1001 QUIMICA Control 3 (2009/1).

Nombre:

Forma A 1) Un slido cristalino contiene tres tipos de iones: Na+, O2 y Cl. Las celdas unitarias de este slido son cbicas, con iones O2 en los vrtices, iones Na+ en los centros de las caras e iones Cl en el centro de las celdas. Cul es la formula qumica de este compuesto?. Si la longitud de la arista de la celda es a, Cul es la distancia ms corta desde el centro de un ion Na+ al centro de un in O2?

Na2OCl , (a/2) Na3OCl , (a/2) Na2OCl , a / 2 Na3OCl , a / 2 ninguna de las anteriores

(a) (b) (c) (d) (e) 2) Cul de los slidos siguientes debe tener el punto de fusin ms alto?

a) Argn, Ar b) Dixido de azufre, SO2c) Metano, CH4d) Agua, H2O e) Nitrato de sodio, NaNO3 3) Un elemento cristaliza en un enrejado cbico centrado en las caras. La arista de la celda unitaria es 0,389 nm y la densidad es 12,0 (g cm )3 . Cul es el peso atmico aproximadamente?

122 106 103 115 112 (a) (b) (c) (d) (e) 4) Un slido en el cual los cationes estn rodeados por los electrones mviles de valencia en el enrejado cristalino es un slido:

a) inico b) red covalente c) molecular d) metlico e) fundido 5) Cul(es) de las siguientes sustancias no es probable que interacte(n) a travs de puentes de hidrgeno?

I) CH3CH2OH II) CH3NH2 III) HOCH2CH2OH IV) (CH3)3N V) NH2OH

solo II solo IV solo V II) y IV II, IV y V (a) (b) (c) (d) (e)

6) Si un sistema libera 250 kJ de calor y al mismo tiempo efecta un trabajo de 500 kJ sobre el medio ambiente. El cambio de energa interna del sistema es:

a) +250 kJ b) 250 kJ c) 750 kJ d) +750 kJ e) ninguno de los anteriores 7) Para cual de los siguientes cambios qumicos, el calor de reaccin corresponde al calor de formacin molar?

a) N(g) + 3H(g) NH3(g) b) H2NNH2(g) + H2(g) 2NH3(g) c) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) d) 1/2N2(g) + 3/2H2 (g) NH3(g) e) NH2(g) + 1/2H2(g) NH3(g) 8) En los siguientes pares de molculas, indique cules tienen el menor punto de ebullicin, respectivamente.

(I) LiCl o HCl (II) Cl2 o I2 (III) NaBr o PBr3 a) HCl, Cl2, PBr3 b) HCl, Cl2, NaBr c) HCl, I2, PBr3 d) LiCl, Cl2, NaBr e) LiCl, I2, NaBr 9) Calcular el volumen efectivamente ocupado por un solo par inico CsCl en el cristal, dado que la densidad de CsCl es 3,988 (g cm3).

a) 0,251 cm3b) 7,01 10-23 cm3c) 3,93 10-26 cm3d) 42,2 cm3e) ninguno de los anteriores

10) En cul de las siguientes alternativas, el(los) ejemplo(s) dado(s) es(son) incorrecto(s)? I) cristales inicos; bromuro de cesio, CsBr. II) cristales covalentes; diamante, C. III) cristales moleculares; hielo, H2O(s); azcar, C12H22O11. IV) cristales metlicos; fosforo blanco, P4. a) solo II b) II y IV c) solo IV d) III y IV e) I, II III y IV 11) Entre 20 C y 80 oC, la entalpia de vaporizacin del benceno es 31,0 kJ mol1. A 26 oC, la presin de vapor del benceno es 100 torr. Calcular la presin de vapor del benceno a 45 oC.

18,1 torr 633 torr 47,6 torr 211 torr ninguna de los anteriores (a) (b) (c) (d) (e)

12) De las siguientes especies conducen la corriente elctrica en estado slido y/o fundido:

I) Na II) SiO2 III) Si IV) KBr

a) solo I b) solo II c) solo III d) II y III e) I y IV 13) Un bloque da aluminio de 1,00 kg (calor especfico = 0,897 J K-1 g-1) a 600 oC es colocado en contacto con un bloque de cobre de 1,00 kg (calor especfico = 0,385 J K1mol1) a 100oC. Cul es la temperatura final de ambos bloques?

a) 500 C b) 450 C c) 350 C d) 300 C e) 250 C 14) El punto triple es:

a) el final de la lnea de equilibrio lquido-gas en un diagrama de fase. b) la relacin entre el punto de ebullicin, el punto de fusin y la presin de vapor de una sustancia. c) el punto en un diagrama de fase donde estn en equilibrio el slido, el lquido, y el gas. d) los tres datos necesarios para resolver la ecuacin de Clausius-Clapeyron. e) La coordenada (P, V, T) de un punto en un diagrama de fase. 15) Cul(es) de los siguientes enunciados es(son) falsos?

I) Las interacciones dipolo-dipolo entre las molculas son mayores si stas slo poseen momentos dipolares temporales. II) Todos los compuestos que contienen tomos de hidrgeno pueden participar en la formacin de enlaces de hidrgeno. III) Las fuerzas de dispersin existen en todos los tomos, molculas e iones.

solo I solo II solo III I y II ninguna de las anteriores (a) (b) (c) (d) (e)

16) La densidad del tungsteno (W) es 19,4 (g cm3) a 20 oC. Si cristaliza con celda cbica centrada en el cuerpo Cul es el radio del tomo?

0,158 nm 0,146 nm 0,130 nm 0,170 nm 0,137 nm a) b) c) d) e) 17) Una muestra de 2,10 moles de cido actico cristalino, inicialmente a 17,0 C y 1 atm de presin, se deja fundir a 17,0 C (Hfosin = 45,7 (kJ mol1) y posteriormente se calienta a 118,1 C (su punto de ebullicin normal, cp(lquido) = 6,1 J K1mol1) a 1,00 atm. La muestra se deja evaporar a 118,1 C (Hvaporizacin = 55,8 kJ/mol) y rpidamente se enfra a 17,0 C, (cp(vapor) = 3,2 J K1mol1) cristalizndose de nuevo. El valor de H para el proceso total descrito es:

a) 101,5 kJ b) 213,17 kJ c) 0 kJ d) 143,6 kJ e) Insuficiente informacin.

18) Qu volumen de etano (C2H6), medido a 23,0C y 752 mmHg, se requiere para calentar 855 g de agua desde 25,0C hasta 98,0C? (Suponga un aprovechamiento del 75 % del calor liberado en la combustin del etano) Datos: Hf(CO2(g)) = 393,1 (kJ mol1), Hf(H2O(g)) = 285,9 (kJ mol1),

Hf(C2H6(g)) = 84,7 (kJ mol1), Cagua lquida = 4,18 J K1 g1

5,47 L 4,10 L 3,87 L 0,53 L ninguna de las anteriores (a) (b) (c) (d) (e)

19) De acuerdo a las propiedades del elemento Boro: punto de fusin alto (2300C), mal conductor del calor y la electricidad, insoluble en agua, una sustancia muy dura, entonces el slido se puede clasificar como:

a) inico b) covalente c) molecular d) metlico e) ninguno de los anteriores. 20) Una muestra de agua de 1,20 g se inyecta en un matraz al vaco con capacidad de 5,00 L a 65C. La presin de vapor de agua a 65C es 187,5 mmHg. Suponiendo comportamiento ideal del vapor de agua, el porcentaje de agua que se evapora al alcanzar el equilibrio a 65 C es:

8,54% 12,0% 29,13% 33,38% 66,76% (a) (b) (c) (d) (e)

21) A 35C, el HI lquido tiene una presin de vapor mayor que el HF lquido. Esto se debe a que:

a) el HI tiene un peso molecular mayor que el HF b) el tamao del tomo de yodo es mucho mayor que el del flor c) la magnitud de las fuerzas de dispersin en el HI son mayores que en el HF d) el HF interacta entre s a travs de puentes de hidrgeno, en cambio en el HI las fuerzas de

interaccin de mayor magnitud son las de dispersin. e) falta informacin 22) Con la siguiente informacin el calor de formacin de Fe2O3 es:

Fe2O3(s) + 3 H2(g) 2 Fe(s) + 3 H2O(l) Horxn = -35,5 (kJ) Hof (H2O(l)) = -285,9 (kJ mol1)

a) 822,2 (kJ mol1) b) 393,4 (kJ mol1) c) 411,1 (kJ mol1) d) 893,2 (kJ mol1) e) 250,4 (kJ mol1) 23) La entalpa de combustin del cido benzoico (C6H5COOH) por lo general se utiliza corno estndar para la calibracin de bombas calorimtricas a volumen constante; su valor, determinado con exactitud, es de 3226,7 (kJ mol1). En un experimento particular, se queman 1,9862 g de cido benzoico y la temperatura aumenta desde 21,84 C hasta 25,67 C. Cul es la capacidad calorfica del calormetro? (Suponga que la cantidad de agua que rodea al calormetro es exactamente de 2000 g). Dato: Cagua lquida = 4,18 J K1 g1

28418 (J K1) 5356 (J K1) 15,22 (J K1) 0,075 (J K1) ninguna de las anteriores (a) (b) (c) (d) (e)

24) La cal apagada se produce tratando la cal viva con agua:

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(s) H= 65,2 (kJ mol1) Si una muestra de 500 g de agua reacciona con una cantidad equimolar de CaO (ambos a una temperatura inicial de 25C), cul es la temperatura final del producto Ca(OH)2? Suponga que el producto absorbe todo el calor liberado en la reaccin.

calores especficos: cal viva (42,80 J K1mol1) cal apagada (73,9 J K1mol1)

27 C 54 C 91 C 544 C 907 C (a) (b) (c) (d) (e)

25) El as llamado Puente de Hidrgeno se observa entre molculas idnticas que:

a) presentan interacciones dipolo-dispersin hidrogenada. b) contienen uno o ms tomos de Hidrgeno terminales. c) contienen al menos un tomo de N, de O, o de F unido a Hidrgeno. d) presentan interacciones de dispersin debidas a Hidrgenos terminales. e) contienen solo un tomo de Oxgeno unido a Hidrgeno. 26) El tetraxido de osmio, OsO4 es un cristal molecular. Cules de las caractersticas generales siguientes usted no esperara que poseyera OsO4:

a) que sea un mal conductor de la electricidad b) que forme cristales blandos en lugar de duros c) que tenga un punto de fusin inferior a 100 C d) que tenga un punto de fusin alrededor de 1600 C e) ninguna de las anteriores. 27) La siguiente reaccin realizada a presin constante: Fe2O3(s) + 3H2(g) 2Fe(s) + 3H2O(l), tiene un Hrxn = 35,5 (kJ mol1) a 25C. A la misma presin y otra temperatura, se establece que Hrxn = 28,5 (kJ mol1) . Entonces la segunda temperatura ser:

Datos: compuesto Fe2O3(s) Fe(s) H2(g) H2O(l) Cp(J K1mol1) 104,5 25,5 28,9 75,3

a) 52 C b) 37 C c) 107 C d) 79 C e) 179 C 28) En cules de los procesos siguientes el cambio de entalpia (H) representa directamente la magnitud de la energa de red cristalina del KCl(s)?

a) Cl2(g) + 2K(s) 2KCl b) KCl(s) K+(ac) + Cl (ac) c) KCl(s) K+(g) + Cl (g) d) KCl(s) K(s) + Cl (g) e) KCl(s) K(s) + Cl(g) 29) El criptn (Kr) cristaliza en una estructura que tiene cuatro tomos de Kr en cada celda unitaria, y sta es un cubo. Entonces, el tipo de celda unitaria del criptn es:

a) cbica simple b) cbica centrada en las caras c) cbica centrada en el cuerpo d) cbica dislocada e) ninguna de las anteriores 30) Los puntos de ebullicin y de congelacin del dixido de azufre, SO2, son 10C y 72,7C (a 1 atm), respectivamente. El punto triple es 75,5C y 1,65102 atm, y su punto crtico est a 157C y 78 atm. De los diagramas siguientes, esta de acuerdo con esta informacin:

(a) (b) (c) (d) (e)

1

C

T

log P

T

1

C

T

P

1/T

log P

1

C

1

C

T

P

T

C

1

T T

P

T 1/T

Datos: No = 6,021023 [partculasmol1]; h = 6,631027 [ergs]; c = 3,01010 [cmseg1];

2

2

nZRE Hn

= ; RH = 2,181018 [J] = 109677 [cm1] = 13,6 [eV] = 313,6 [kcalmol1]; 1 erg = 107 J; = 3,1416; R = 8,314 [J K1 mol1] = 0,082 [L atm K1 mol1]; 1 atm = 760 mm Hg = 760 torr; 1 nm = 109 m

1 H

1.0 8 2A

3A 4A 5A 6A 7A

2 He4.003

H

03

Li 6.941

4 Be 9.012

5 B

10.811

6 C

12.011

7 N

14.007

8 O

15.999

9 F

18.998

10

Ne20.180

11 Na

22.990

12 Mg

24.305 3B 4B 5B 6B 7B 8B 8B 8B 1B 2B

13 Al

26.982

14 Si

28.086

15 P

30.974

16 S

32.065

17 Cl

35.453

18 Ar

39.94819 K

39.098

20 Ca

40.078

21 Sc

44.956

22 Ti

47.867

23 V

50.942

24 Cr

51.996

25 Mn

54.938

26

Fe55.845

27 Co

58.933

28 Ni

58.693

29 Cu

63.546

30 Zn65.39

31 Ga

69.723

32 Ge 72.64

33 As

74.922

34 Se

78.96

35 Br

79.904

36 Kr

83.8037

Rb 85.468

38 Sr

87.62

39 Y

88.906

40 Zr

91.224

41 Nb

92.906

42 Mo 95.94

43 Tc (98)

44

Ru101.07

45 Rh

102.906

46 Pd

106.42

47 Ag

107.868

48 Cd

112.411

49 In

114.818

50 Sn

118.710

51 Sb

121.760

52 Te

127.60

53 I

126.904

54 Xe

131.29355 Cs

132.905

56 Ba

137.3 7

57 La

138.9 6

72 Hf

178.4

73 Ta

180.948

74 W

183.8

75 Re

186.2

76

Os190.23

77 Ir

192.217

78 Pt

195.078

79 Au

196.967

80 Hg

200.59

81 Tl

204.383

82 Pb

207.

83 Bi

208.980

84 Po(209)

85 At

(210)

86 Rn(222)2 0 9 4 07 2

87 Fr

(223)

88 Ra (226)

89 Ac (227)

104 Rf

(261)

105

Db(262)

106 Sg (266)

107 Bh (264)

108

Hs(277)

109

Mt(268)

110

Uun(281)

111

Uuu(272)

112

Uub(285)

114

Uuq (289)

116

Uuh(289)

118

Uuo(293)

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