Guía de Estudio Olimpiada QUIMICA

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(1)

T E M A R I O

Para la elaboración de los cuestionarios, que se utilizan en las diferentes etapas de las Olimpiadas Mexicanas de química, se toma como base un temario integrado por los contenidos más importantes de la química de nivel bachillerato. Este temario ha sido aprobado por todos los delegados estatales y se basa en el llamado"Curriculum Internacional",elaborado por el profesor polaco Witold Miserski con base en las contribuciones aportadas por los delegados de todos los países que participan en la Olimpiada Internacional de Química.

En México, para las competencias estatales o regionales, en el nivel A, se utilizan los temas clasificados internacionalmente dentro del grupo 1. Para la competencia nacional se incluyen, además, los temas del grupo 2.

En el caso de los exámenes del nivel B, se utiliza el mismo criterio que en los de nivel A, pero se reduce el uso de los temas 2 y se eliminan todos los contenidos de química Orgánica y Bioquímica.

Para la Olimpiada Iberoamericana de Química se utilizan los temas de los grupos 1 y 2, esto es por lo que el Comité Organizador de cada OIAQ, no tiene que mandar problemas indicando el tipo de problemas que pueden venir en el exámen.

Temario Provisional para la Olimpiada Internacional de Química

Clasificación de los temas:

Grupo 1: Estos temas se incluyen en la inmensa mayoría de los programas de Química de nivel preuniversitario.

Grupo 2: Estos temas no se incluyen en muchos de los programas de Química

de nivel preuniversitario; sin embargo, se espera que los estudiantes Química de nivel olímpico de cualquier país hayan estudiado estos temas.

Grupo 3: Estos temas no se incluyen en casi ningún programa de nivel preuniversitario.

Ya no es necesario que el país anfitrión elabore problemas preparatorios para los temas de los grupos 1 y 2, aunque, en este último caso, se debe dar una lista de los temas específicos del grupo 2 que pueden ser utilizados en el examen. Todos los temas del grupo 3 que puedan aparecer en el examen de la Olimpiada deberán estar cubiertos en los problemas preparatorios.

QUIMICA INORGANICA CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

Numero Nombre Grupo

1 Grupos Principales 1

2 Metales de Transición 2

(2)

4 Principio de Exclusión de Pauli 1

5 Regla de Hund 1

TENDENCIAS EN LA TABLA PERIODICA (GRUPOS PRINCIPALES)

Numero Nombre Grupo

6 Electronegatividad 1

7 Afinidad Electrónica 2

8 Primera Energía de Ionización 2

9 Tamaño Atómico 1

10 Radio Iónico 2

11 Máximo Número de Oxidación 1

TENDENCIAS EN LAS PROPIEDADES FISICAS (GRUPOS PRINCIPALES)

Numero Nombre Grupo

12 Punto de Fusión 1

13 Punto de Ebullición 2

14 Carácter Metálico 1

15 Propiedades Magnéticas 2

16 Propiedades Térmicas 3

ESTRUCTURAS

Numero Nombre Grupo

17 Estructuras Metálicas 3

18 Estructuras de Cristales Iónicos Estructuras Moleculares Simples con Atomo Central 3

19 Estructuras que exceden la Regla del Octeto 3

20 Estereoquímica 3

NOMENCLATURA

Numero Nombre Grupo

21 Compuestos de los Grupos Principales 1 22 Compuestos de los Metales de Transición 1

23 Complejos Metálicos Simples 2

24 Complejos Metálicos con más de un Centro 3

25 Número de Coordinación 1

ESTEQUIOMETRIA

(3)

Numero Nombre Grupo

26 Balanceo de Ecuaciones 1

27 Relaciones de Masa y Volumen 1

28 Fórmula Empírica 1

29 Número de Avogadro 1

30 Cálculos de Concentraciones 1

ISOTOPOS

Numero Nombre Grupo

31 Conteo de Nucleones 1

32 Decaimiento Radiactivo 1

33 (alfa, beta, gama, neu-trino)Reacciones Nucleares 2

CICLOS NATURALES

Numero Nombre Grupo

34 Nitrógeno 2

35 Oxígeno 2

36 Carbono 2

BLOQUE s

Numero Nombre Grupo

37 Productos de la Reacción con Agua.Basicidad de los Productos. 1

38 Productos de la Reacción con Halógenos 1

39 Productos de la Reacción con Oxígeno 2

40 Los Elementos más Pesados son más Reactivos 1

41 El Li se combina con H2 y N2,

formando LiH y Li3N. 2

BLOQUE p

Numero Nombre Grupo

42 Estequiometría de los HidrurosNo–Metálicos simples 1

43 Propiedades de los Hidruros Metálicos 3

44 Propiedades Acido/Base de

CH4, NH3, H2S, H2O, HX 1

45 Reacción del NO con O2 para formar NO2 1

(4)

47 Productos de Reacción del NO2 con el Agua 1

48 El HNO2 y sus Sales son Reductores 1 49 El HNO3 y sus Sales son Oxidantes 1

50 El N2H4 es un Líquido Reductor 3

51 Existen Acidos como el H2N2O2, HN3 3

52

Recordar cuáles son los Productos de la Reducción de Nitratos o HNO3 con

diferentes Metales o Reductores

3

53 Reacción del Na2S2O3 con el Yodo 2

54 Otros Tioácidos, Poliácidos y

Peroxiácidos 3

55

Los Estados de Oxidación más comunes de los Elementos del 2do y 3er período

en

Compuestos con Halógenos o en Oxoaniones son:

B(III), Al(III), Si(IV), P(V), S(IV), S(VI), O(-2), F(-1), Cl(I), Cl(III), Cl(V), Cl(VII).

1

56 Compuestos de No–Metales en otros

Estados de Oxidación 3

57 Los Estados de Oxidación preferidos sonSn(II), Pb(II), Bi(III) 2

58

Los Productos de Reacción de los Oxidos No–Metálicos con el Agua.

Estequiometría de los Acidos Resultantes 1 59 Reacción de los Halógenos con el Agua 2

60 La Reactividad y el Poder Oxidante de los Halógenos decrece del F2 al I2 1

61 Las Diferencias entre la Química de losElementos del 3er y 4to Período 3

BLOQUE d

Numero Nombre Grupo

62

Los Estados de Oxidación comunes de los Metales más comunes del Bloque d

son:

Cr(III), Cr(VI), Mn(II), Mn(IV), Mn(VII), Fe(II), Fe(III), Co(II), Ni(II), Cu(I), Cu(II), Ag(I),

Zn(II), Hg(I), Hg(II)

1

63 Color de los Iones anteriores en Solución Acuosa 2

64 Química de otros Elementos del Bloque Otros Estados de Oxidación. d

3

(5)

disuelven

66 Los Productos de la disolución son Cationes (2+) 2

67 Pasivación de Cr, Fe y Al 2

68 mientras que otros Hidróxidos comunes El Cr(OH)3 y el Zn(OH)2 son Anfóteros,

no 1

69 El MnO4-, CrO42- y Cr2O72- sonOxidantes Fuertes 1

70 Productos de Reducción de MnO4-en función del pH 2

71 Polianiones distintos del Cr2O72- 3

OTROS PROBLEMAS INORGANICOS

Numero Nombre Grupo

72 H2SO4, NH3, Na2CO3, Na, Cl2, NaOHProducción Industrial de 1

73 Química de los Lantánidos y Actínidos 2

74 Química de los Gases Nobles 3

QUIMICA ORGANICA ALCANOS

Numero Nombre Grupo

75 Isómeros del Butano 1

76 Nomenclatura (IUPAC) 1

77 Tendencias en Propiedades Físicas 1

78 Sustitución (p. ej. con Cl2):—Productos 1

79 —Radicales Libres 2

80 —Iniciación y Terminación de la Reacción en Cadena 2

81 Cicloalcanos

—Nomenclatura 2

82 —Tensión en los Anillos Pequeños 2 83 —Conformación de Silla y de Bote 2

ALQUENOS

Numero Nombre Grupo

84 Planaridad 1

85 Isomería E/Z (cis/trans) 1

86 Adición de Br2, HBR:—Productos 1

(6)

88 —Carbocationes en la Reacción de Adición 3

89 —Estabilidad Relativa de los

Carbocationes 3

90 —Adición 1,4 a Dienos 3

ALQUINOS

Numero Nombre Grupo

91 Geometría Lineal 1

92 Acidez 2

ARENOS

Numero Nombre Grupo

93 Fórmula del Benceno 1

94 Deslocalización de Electrones 1

95 Estabilización por Resonancia 1

96 Regla de Hückel (4n + 2) 3

97 Aromaticidad de Heterociclos 3

98 Nomenclatura (IUPAC) de Heterociclos 3

99 Compuestos Aromáticos Policíclicos 3

100 Efecto del Primer Sustituyente—en la Reactividad 2

101 —en la Orientación 2

102 Explicación de los Efectos del Sustituyente 2

COMPUESTOS CON HALOGENOS

Numero Nombre Grupo

103 Reacción de Hidrólisis 2

104 Intercambio de Halógenos 3

105 Reactividad (primario, secundario,

terciario) 2

106 Mecanismo Iónico 2

107 Productos Secundarios (eliminación) 2 108 Reactividad (alifático vs aromático) 2

109 Reacción de Wurtz (RX + Na) 3

110 Derivados Halogenados y

Contaminación 3

ALCOHOLES Y FENOLES

(7)

111 Puentes de Hidrógeno (alcoholes vs éteres) 1

112 Acidez de Alcoholes vs Fenoles 2

113 Deshidratación a Alquenos 1

114 Deshidratación a Eteres 2

115 Esteres con Acidos Inorgánicos 2

116 Reacción del Yodoformo 2

117 Reactividad de Alcoholes Primarios,Secundarias y Terciarios: Reactivo de Lucas

2

118 Fórmula de la Glicerina 1

COMPUESTOS CARBONILICOS

Numero Nombre Grupo

119 Nomenclatura 1

120 Tautomería ceto/enol 2

121 Preparación

—Oxidación de Alcoholes 1

122 —Con monóxido de Carbono 3

123 —Oxidación de AldehídosReacciones 1

124 —Reducción con Zn Metálico 2

125 —Adición de HCN 2

126 —Adición de NaHSO3 2

127 —Adición de NH2OH 2

128 —Condensación Aldólica 3

129 —Canizzaro (desproporcionación del PhCH2OH) 3

130 —Reacción de Grignard 2

131 —Fehling (Cu2O) y Tollens (Espejo de Ag) 2

ACIDOS CARBOXILICOS

Numero Nombre Grupo

132 Efecto Inductivo y Fuerza Acida 2

133 Equivalencia de los dos Atomos de Oxígeno en los Aniones 2

134 Preparación

—A partir de ésteres 2

135 —A partir de nitrilos 2

136 Productos de Reacción con Alcoholes (esterificación) 1

137 Mecanismo de la Esterificación 2

(8)

Mecanismos

139 Nomenclatura de Cloruros de Acilo 2 140 Preparación de Cloruros de Acilo 2 141 Amidas a partir de Cloruros de Acilo 2

142 Nitrilos a partir de Cloruros de Acilo 3

143 Propiedades y Preparación de Anhídridos 2

144 Nombre y Fórmula del Acido Oxálico 1

145 Acidos Multifuncionales 2

146 Actividad Optica (p. ej. Acido Láctico) 2

147 Nomenclatura R/S 3

148 Grasas Animales vs Vegetales –Diferencias 2

COMPUESTOS CON NITROGENO

Numero Nombre Grupo

149 Basicidad de las Aminas 1

150 Diferencias entre Aromáticas y Alifáticas 2

151 Nomenclatura: Primarias, Secundarias,

Terciarias y Cuaternarias 2

152 Secundarias, Terciarias y Cuaternarias en Identificación de Aminas Primarias,

el Laboratorio 3

153 —A partir de Compuestos Halogenados 2

154 —A partir de Nitrocompuestos (PhNH2 a partir de PhNO2) 3

155 —A partir de Amidas (Hoffman) 3

156 Mecanismo de la Reacción de Hoffman en medio Acido y Básico 3

157 Basicidad de Aminas vs Amidas 2

158 Productos de Diazotación—De Aminas Alifáticas 3

159 —De Aminas Aromáticas 3

160 Colorantes: Color en función de la Estructura (Grupos cromóforos) 3

161 Nitrocompuestos: Tautomería Nitro/Aci 3

162 Rearreglos de Beckmann (Oxima–Amida) 3

MACROMOLECULAS

Numero Nombre Grupo

163 Grupos Hidrofílicos e Hidrofóbicos 2

(9)

165 Preparación de Jabones 1

166 Productos de Polimerización de—Estireno 2

167 —Eteno 1

168 —poliamidas 3

169 —Fenol + Aldehídos 3

170 —Poliuretanos 3

171 —EntrecruzamientoPolímeros 3

172 —Estructuras (Isotáctica, etc.) 3

173 —Mecanismo de Formación en Cadena 2

174 Composición del Hule 3

BIOQUIMICA

AMINOACIDOS Y PEPTIDOS

Numero Nombre Grupo

175 Estructura Iónica de los Aminoácidos 1

176 Punto Isoeléctrico 2

177 Clasificación de los 20 Aminoácidos en Grupos 2

178 Estructuras de los 20 Aminoácidos 3

179 Reacción de la Ninhidrina (Incluyendo Ecuación) 3

180 Separación Cromatográfica 3

181 Separación por Electroforesis 3

182 Enlace Peptídico 1

PROTEINAS

Numero Nombre Grupo

183 Estructura Primaria de las proteínas 1

184 Puentes de Disulfuro 3

185 Análisis de Secuencia 3

186 Estructura Secundaria 3

187 Detalles sobre la Estructura de Hélice Alfa 3

188 Estructura Terciaria 3

189 Desnaturalización por cambio de pH,

Temperatura, Metales, EtOH) 2

190 Estructura Cuaternaria 3

191 (Tamaño Molecular y Solubilidad) Separación de Proteínas 3

(10)

194 Transaminación 3

195 Cuatro Rutas para el Catabolismo de los Aminoácidos 3

196 Descarboxilación de Aminoácidos 3

197 Ciclo de la Urea (Solamente los Resultados) 3

GRASAS Y ACIDOS GRASOS

Numero Nombre Grupo

198 Nombres de la IUPAC del C4 al C18 2

199 Nombres Triviales de los más Importantes (Aproximadamente Cinco) 2

200 Metabolismo General de las Grasas 3

201 Oxidación Alfa de los Acidos Grasos (Fórmulas y Balance de ATP) 3

202 Anabolismo de Grasas y Acidos Grasos 3

203 Fosfoglicéridos 3

204 Membranas 3

205 Transporte Activo 3

ENZIMAS

Numero Nombre Grupo

206 Propiedades Generales, Centros Activos 2

207 Nomenclatura, Cinética, Coenzimas, Fnción del ATP, etc. 3

CARBOHIDRATOS

Numero Nombre Grupo

208 —Formula de CadenaGlucosa y Fructosa 2

209 —Proyección de Fischer 2

210 —Proyección de Haworth 3

211 Osazonas 3

212 Maltosa como Azúcar Reductor 2

213 Diferencia entre Almidón y Celulosa 2 214 Diferencia entre Alfa y Beta–D Glucosa 2

215 Metabolismo del Almidón a la Acetil–CoA 3

216 Ruta metabólica hacia el Acido Láctico o Etanol —Catabolismo de la Glucosa

3

(11)

218 Fotosíntesis (Unicamente Productos) 2

219 Reacción en la Luz y en la Oscuridad 3

220 Ciclo de Calvin Detallado 3

CICLO DE KREBS Y RESPIRACION

Numero Nombre Grupo

221 Formación de CO2 en el Ciclo (sin detalles) 3

222 Compuestos Intermediarios en el Ciclo 3

223 Formación de Agua y ATP (sin detalles) 3

224 FMN y Citocromos 3

225 Cálculo de la Cantidad de ATP a partir de 1 mol de Glucosa

3

SINTESIS DE PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS

Numero Nombre Grupo

226 Pirimidina y Purina 2

227 Nucleósidos y Nucleótidos 3

228 Fórmulas de todas las Bases de Purina y Pirimidina 3

229 Diferencia entre la Ribosa y la 2-Desoxiribosa 3

230 Combinación de Bases CG y AT 3

231 Estructura de Puentes de Hidrógeno en

la combinación de CG y AT 3

232 Diferencias entre el RNA y el DNA 3

233 Diferencias entre mRNA y tRNA 3

234 Hidrólisis de los Acidos Nucleicos 3

235 Replicación semiconservativa del DNA 3

236 DNA ligasa 3

237 Síntesis de RNA (transcripción) sin detalles 3

238 Transcriptasa reversa 3

239 Uso del Código Genético 3

240 Codones de Inicio y Fin 3

241 Pasos de la Traducción 3

BIOQUIMICA

Numero Nombre Grupo

242 Hormonas y Regulación 3

(12)

244 Insulina, Glucagon, Adrenalina 3

245 Metabolismo de Minerales (sin detalles) 3

246 Iones en la Sangre 3

247 Buffers en la Sangre 3

248 —Función y EsqueletoHemoglobina 3

249 —Diagramas de Absorción de Oxígeno 3

250 Pasos en la Coagulación de la Sangre 3

251 Antígenos y Anticuerpos 3

252 Grupos Sanguíneos 3

253 Estructura y Funciones de la Acetilcolina 3

METODOS INSTRUMENTALES DE DETERMINACION DE ESTRUCTURAS ESPECTROSCOPIA UV–VISIBLE

Numero Nombre Grupo

254 Identificación de Compuestos Aromáticos 3

255 Identificación del Cromóforo 3

ESPECTROMETRIA DE MASAS

Numero Nombre Grupo

256 Identificación del Ion Molecular 3

257 Identificación de Fragmentos con ayuda de una tabla 3

258 Distribución Isotópica Típica 3

IR

Numero Nombre Grupo

259 Interpretación de Espectros usando una Tabla 3

260 Identificación de Puentes de Hidrógeno 3

261 Espectroscopía Raman 3

RMN

Numero Nombre Grupo

262 Interpretación de Espectros Simples(como el del Etanol) 3

263 Acoplamiento spin–spin 3

264 Constantes de Acoplamiento 3

265 Identificación del Benceno Disustituido

Orto y Para 3

(13)

RAYOS X

Numero Nombre Grupo

267 Ley de Bragg 3

268 Diagramas de Densidad Electrónica 3

269 Número de Coordinación 3

270 Celda Unitaria 3

271 Estructuras Tipo —NaCl 3

272 —CsCl 3

273 —Empaquetamiento Compacto (dos tipos) 3

274 Cálculo de la Constante de Avogadro a partir de datos de Rayos X 3

POLARIMETRIA

Numero Nombre Grupo

275 Cálculo del Angulo de Rotación

Específica 3

FISICOQUIMICA EQUILIBRIO QUIMICO

Numero Nombre Grupo

276 Modelo Dinámico del Equilibrio Químico 1

277 Equilibrio expresado en término de

—Concentraciones Relativas 1

278 —Presiones Parciales Relativas 2

279

Relación entre las diferentes Constantes de Equilibrio para Gases

Ideales

(Concentraciones, Presiones, Fracción Mol)

2

280 Relación entre la Constante de Equilibrio y la Energía Libre de Gibbs Estándar 3

EQUILIBRIO IONICO

Numero Nombre Grupo

281 Teoría de Arrhenius de Acidos y Bases 1

282 Teoría de Brönsted y Lowry; Acidos y Bases Conjugados 1

283 Definición de pH 1

284 Producto Iónico del Agua 1

(14)

Acidos y Bases Conjugados

286 Hidrólisis de Sales 1

287 Producto de Solubilidad (definición) 1

288 Cálculo de Solubilidades en agua a

partir del Producto de Solubilidad 1

289 Cálculo del pH para un Acido Débil a partir de Ka 1

290 Cálculo del pH del HCl 10-7 M 2

291 Cálculo del pH de Acidos Polipróticos 2 292 Definición del Coeficiente de Actividad 2

293 Definición de la Fuerza Iónica 3

294 Ecuación de Debye–Hückel 3

EQUILIBRIO DE ELECTRODOS

Numero Nombre Grupo

295 Fuerza Electromotriz (definición) 1

296 Electrodos del Primer Tipo 1

297 Potencial Estándar de Electrodo 1

298 Ecuación de Nernst 2

299 Electrodos del Segundo Tipo 2

300 Relación entre deltaG y Fuerza Electromotriz 3

CINETICA DE REACCIONES HOMOGENEAS

Numero Nombre Grupo

301 Factores que afectan la Velocidad de Reacción 1

302 Ecuación de Velocidad 1

303 Constante de Velocidad 1

304 Orden de Reacción 2

305 —Concentración en Función del TiempoReacciones de 1er Orden 2

306 —Vida Media 2

307 —Relación entre Vida Media y Constante de Velocidad 2

308 Paso determinante de la Velocidad 2

309 Molecularidad 2

310 Ecuación de Arrhenius. Energía de

Activación (definición) 2

311 Cálculo de la Constante de Velocidad para Reacciones de 1er Orden 2

312 Cálculo de la Constante de Velocidad

(15)

313 Cálculo de la Energía de Activacióna partir de datos experimentales 3

314 Conceptos Básicos de Teoría de

Colisiones 3

315 Conceptos Básicos de Teoría del Estado de Transición 3

316 Reacciones Opuestas, Paralelas y

Consecutivas 3

TERMODINAMICA

Numero Nombre Grupo

317 Sistema y Alrededores 2

318 Energía, Calor y Trabajo 2

319 Relación entre Entalpía y Energía 2 320 Capacidad Calorífica (definición) 2

321 Diferencia entre CP y CV 3

322 Ley de Hess 2

323 Ciclo de Born–Haber para Compuestos Iónicos 3

324 Cálculo Aproximado de Energías de red(p. ej., Ecuación de Kapustinskii) 3

325 Uso de las Entalpías Estándar de Formación 2

326 Calores de Solución y Solvatación 2 327 Energías de Enlace (definición y usos) 2

SEGUNDA LEY

Numero Nombre Grupo

328 Definición de Entropía (q/T) 2

329 Entropía y Desorden 2

330 Relación S = k lnW 3

331 Relación G = H - TS 2

332 DeltaG y direccionalidad de los cambios 2

SISTEMAS DE FASES

Numero Nombre Grupo

333 Ley del Gas Ideal 1

334 Ley de Gases de Van der Waals 3

335 Definición de Presión Parcial 1

336

Dependencia de la Presión de Vapor de un Líquido con respecto a la

(16)

337 Ecuación de Clausius-Clapeyron 3 338 Interpretación de Diagramas de Fases—Punto Triple 3

339 —Temperatura Crítica 3

340 Sistemas Líquido–Vapor—Diagrama 3

341 —Sistemas Ideales y no Ideales 3

342 —Usos en la Destilación Fraccionada 3

343 Ley de Henry 2

344 Ley de Raoult 2

345 Desviaciones de la Ley de Raoult 3

346 Elevación del Punto de Ebullición 2

347 Depresión del Punto de Congelación. Determinación de la Masa Molar 2

348 Presión Osmótica 2

349 Coeficiente de Partición 3

350 Extracción con Disolventes 2

351 Principios Básicos de Cromatografía 2

QUIMICA ANALITICA

Numero Nombre Grupo

352 Uso de la Pipeta 1

353 Uso de la Bureta 1

354 Elección de Indicador para Acidimetría 1

355 Curvas de Titulación

—pH (Acidos Fuertes y Débiles) 2

356 —FEM (redox) 2

357 Cálculo del pH de un Buffer Sencillo 2

358 —de Ag+, Ba2+, Cl-, SO42-Identificación Cualitativa 1

359 —de Al3+, NO2-, NO3-, Bi3+ 2

360 —de VO3-, ClO3-, Ti4+ 3

361 —K, Ca y Sr (Identificación a la Flama) 1

362 Ley de Lambert–Beer 2

COMPLEJOS

Numero Nombre Grupo

362 Escritura de Reacciones de Complejación 1

363 Constantes de Formación (definición) 2

364 Complejos Octaédricos de Alto y Bajo Términos Eg y T2g:

(17)

365 Cálculo de la Solubilidad de AgCl en NH3 (a partir Ks y las beta's)

3

366 Formas Cis y Trans 3

QUIMICA TEORICA

Numero Nombre Grupo

368 Números Cuánticos n, m y l 2

369 Niveles de Energía del Atomo de Hidrógeno (Fórmula) 2

370 Forma de los Orbitales p 2

371 Configuración Espacial de los Orbitales d 3 372 Diagramas de Orbitales Moleculares—Molécula de H2 3

373 —Molécula de N2 o de O2 3

374 Ordenes de Enlace en O2, O2+, y O2- 3

375 Teoría de Hückel para Compuestos Aromáticos 3

376 Acidos y Bases de Lewis 2

377 Acidos y Bases Duros y Blandos 3

378 Electrones Desapareados y

Paramagnetismo 2

379 Cuadrado de la Función de Onda y Probabilidad 3

380 Entender la Ecuación de Schrödinger

(18)

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MÉXICO Facultad de Química Programa Olimpiada de Química

Nombre del Alumno______________________________________________

Institución de origen______________________________________________

Primer examen Nivel A y B

30 Preguntas Tiempo de respuesta: 90 Min.

A partir de las formulas de los siguientes minerales:

a) Sonoraita Fe2Te2O3(OH)4 b) Deningita, MnTe2O5 c) Choloalita, PbCuTeO6

d) Burckhardita Pb2Fe3TeO2 e) Alamosíta, PbSiO3.

Contesta las preguntas 1, 2, 3, 4 y 5 eligiendo 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 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__________

6 Sí de 500.0g de alamosíta se lograra extraer un 25 % del plomo que contiene,

¿Cuantos moles serian?

a) menos de 0.40 b) entre 0.40 y 0.49 c) entre 0.50 y 0.59 d) entre 0.60 y 0.69 e) más de 0.69

7 Suponiendo que la densidad de la Choloalita es de 5.6g cm-3, el volumen que ocupa

un mol de este mineral en litros es:

a) Menos de 0.050 b) Entre 0.051 y 0.100 c) Entre 0.101 y 0.150 d) Entre 0.151 y 0.200 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 contenido en la muestra recombina con oxígeno para formar Fe2O3, ¿Cuántos gramos se obtienen de este oxido?

(19)

9 En un alto Horno, el oxido de hierro (Fe2O3) se reduce con monóxido de carbono

hasta obtener hierro y dióxido de carbono. Escribe la reacción balanceada y responde ¿Cuántas moles de CO reaccionan por cada mol de oxido de hierro?

a) Menos de un mol b) Un mol c) 1.5 moles d) 2 moles e) Más de 2 moles

10 La reducción anterior ocurre en las siguientes etapas:

Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe

Por cada 160 g de F2O3 que se reduce con CO ¿Cuántas moles de CO2 se producen?

a) Menos de 0.5 b) 0.5 c) 1.0 d) 2.0 e) Más de 2.0

11 Sí una solución acuosa de ácido sulfúrico (H2SO4) de concentración 3.0 M

(M = molar = moles L-1), tiene una densidad es de 1.2 g cm-3 ¿Cuantos gramos de agua hay por cada litro de esta solución?

a) Menos de 850 g b) Entre 900 y 915 g c) Entre 990 y 1010 g d) Entre 1180 y 1200 g e) Más de 1200 g

12 En la escala de electronegatividad de Pauling, el fluor tiene un valor de 4.0 ¿Cuál de

los siguientes arreglos es correcto si se desea tener los elementos ordenados de mayor a menor?

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 < Mg < F < Cl

13 La constante R de los Gases tiene un valor de 82.058 cm3atm mol-1K-1. Las

equivalencias en unidades de presión son: 1bar = 105 Pa = 0.986923 atm. Por lo tanto el valor de R en las unidades Litro bar mol-1 K-1 es:

a) 80.985 b) 83.145 c) 83.145 x 10-3 d) 83.145 x 103 e) 80.945 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 PV= nRT

a) 3.26 x 10-30C b) 33.6 OC c) 37.8 0C d) 306 0C e) 306.71 0C

15 Una forma de producir SO2 y SO3, es quemando azufre en presencia de O2. Sí se

quemaran 64 g de azufre de tal manera que se obtuviera el mismo número de moles de ambos compuestos gaseosos ¿Cuántos moles de O2 se consumirían?

(20)

16 ¿Cuántos electrones tiene el Kr en el nivel 4 de energía?

a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10

17 De acuerdo a la expresión “X” 20682 Pb + α

podemos concluir que el átomo radiactivo es:

a) 21084 Po b) 21083 Bi c) 21081 Ti

d) 21085 Ac d) 20984 Po

18 La masa molar del compuesto mas sencillo de la familia de los alquenos es, en

g mol-1 :

a) menor a 24 b) 24 c) 28 d) 30 e) mayor a 30

19 El agua oxígenada, se descompone para formar agua y oxígeno gaseoso. Si se

descomponen 2.5 g de H2O2, los moles de agua que se forman son:

a) Menos de un mol b) Un mol c) 1.5 moles d) 2 moles e) Más de 2 moles

20 A la temperatura de 20oC, 32.0 g de oxigeno gaseoso ocupan un volumen de 30.0

litros ¿Cuál es la presión en Pascales (Pa)? . Considera que aplica la ecuación PV= nRT , R = 0.082 L atm mol-1K-1

a) 50.000 b) Entre 50 000 y 74 999 c) Entre 75 000 y 84 999 d) Entre 85 000 y 95 000 e) Mas de 95 000

21 El catión metálico que al reaccionar con un sulfuro produce un precipitado negro,

con un cloruro da un precipitado blanco y c9on un yoduro, un precipitado amarillo es:

a) Mn+2 b) Cd+2 c) Ni+2 d) K+ e) Ag+

22 Un compuesto contiene los elementos M y N en proporción de 43.63 % con una

composición porcentual en peso de 43.7 % de M y 56.3 % de N. La formula empírica es

a) MN b) M2N c) M2N3 d) M2N5 e) MN2

23 Para los compuestos NH4Cl y NaCO3, su comportamiento ácido-base en agua es

respectivamente:

(21)

24 Para neutralizar una muestra de Vinagre de 0.5 mL de una mezcla de agua y ácido

acético cuya densidad es de 1.01 g/ mL, se requiere agregar 40.0 mL de una solución 0.1000 N de NaOH ¿Cuál es el % en masa del ácido acético (C2H4O2) en el vinagre?

a) Menor a 4% b) Entre 4.0 y 4.2 % c) Entre 4.3 y 4.5 % d) Entre 4.6 y 4.8 % e) Más de 4.8 %

25 Durante los primeros diez minutos en que se lleva al cabo la reacción

2A + 3/2 B C

La cantidad formada del producto C, en moles se puede calcular con la ecuación, Log C = 0.2t donde t son los minutos que han ocurrido de la reacción. Si B es oxigeno gaseoso, ¿Cuánto tiempo después de iniciada la reacción se han consumido, 25.0 moles de este gas?

a) Antes de 4 Min. b) Entre 4 y 4.9 Min. c) Entre 5 y 5.9 Min. d) Entre 6 y 6.9 Min. e) Más de 7 Min.

26 El pH de una disolución acuosa 10-3 ML-1 de NaOH es

a) 3 b) 7.3 c) 10 d) 11 e) 13.7

27 A partir de una disolución de HCI y otra de NaOH, las dos de concentración 1M se

quiere preparar una disolución de pH = 8. Esto podría lograse

a) Diluyendo la solución de HCI hasta que su concentración sea 10-8 M b) Diluyendo la solución del NaOH hasta que su concentración sea 10-6 c) Mezclando la solución de HCI con la de NaOH en una relación de 6 a 8 d) Mezclando volúmenes iguales de de las soluciones de HCI y NaOH e) Mezclando 10 mL de HCI y 90 mL de NaOH

28 Si se sustituyen dos átomos de hidrógeno en el etano por dos átomos de cloro ¿Cuántos compuestos se forman?

a) 5 b) 4 c) 3 d) 2 e) Uno

29 ¿Cuál compuesto tiene un átomo tetraédrico?

a) formaldehído b) ácido formico c) alcohol metilico d) etileno e) acetileno

30 ¿Cuál compuesto es lineal?

a) acetileno b) etileno c) acetaldehído d) metano e) propanol

(22)

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MÉXICO Facultad De Química Programa Olimpiada de Química

SEGUNDO EXAMEN NIVEL B Tiempo: 90 MIN.

Nombre

_________________________________________________________________

Institución de

origen_______________________________________________________

1. En épocas de mucho frío se hace necesario calentar las habitaciones y cubrir camas con edredones para disminuir las pérdidas de calor y soportar las inclemencias del tiempo.

Un estudiante está comprando distintas alternativas para sustituir su

calentador eléctrico que tiene una potencia eléctrica de 500 watts, (es decir que libera 500 joules de calor por segundo), el cual prende por las noches durante 5 horas.

El calor de combustión del butano (C4H10) es ΔΗComb = - 2877.04 kJ/mol y el

propano (C3H8) es ΔΗComb = - 2220.00 kJ/mol. Contesta las siguientes

preguntas:

1.1¿Qué cantidad de energía es liberada por el calentador eléctrico durante la

noche?

1.2Si se sustituye al calentador eléctrico por uno de gas, ¿cuántas moles de

propano se requerirán?

Cálculos

Energía liberada = J

(23)

1.3 ¿Cuántos gramos de propano por hora se requerirán para calentar la habitación?

1.4 ¿Cuántos gramos de butano por hora se requeriran para calentar la habitación?

Un tanque de gas contiene una mezcla de propano y butano al 50% en masa:

1.5 ¿Cuál será el calor de combustión por gramo de esta mezcla?

Cálculos:

ηpropano = g

Cálculos:

ηbutano = g/h

Cálculos:

(24)

1.6 ¿Cuántos gramos de mezcla por hora se requerirán para calentar la habitación?

2.1 ¿Cuál es la fórmula general de un alqueno?

A CnH2n+2 B CnH2n-2 C CnH2n

D CnH2n+4 E CnH2n-4

2.2 ¿Cuál grupo de compuestos tiene una doble ligadura C = O?

A alcanos B alquinos C alcoholes

D alquenos E cetonas

******************************************************************************

3.1 Cierta cantidad de un ácido se valora con sosa. En el punto de equivalencia, el pH de la disolución es 8. De ello se deduce que:

a) El ácido era débil

b) La concentración del ácido era pequeña

c) La concentración del ácido era grande

d) La valoración estaba mal hecha, pues el pH siempre es 7 en el punto de

equivalencia.

e) El ácido era fuerte.

Cálculos:

m’ mezcla = g/h

RESPUESTA

RESPUESTA

(25)

3.2 Si se tiene un litro de disolución de ácido acético, Hac, de concentración 0.01 Mol/L y otra de HCl de igual concentración que se quieren neutralizar con NaOH (también 0.01 Mol/l), es cierto que:

a) Antes de neutralizarse, ambas disoluciones tienen el mismo pH.

b) El volumen necesario para neutralizar al ácido acético es mayor que el

que se requiere para el HCl.

c) El HCl requiere un volumen mayor que el ácido.

d) Los dos ácidos necesitan igual volumen de la disolución de sosa.

e) Se necesitan más datos para saber qué ácido necesitará más sosa para

su neutralización.

3.3 La fenolftatelína es un indicador ácido-base que es incoloro pH = 8.2 y rosa por encima de 9.2 Si quisiéramos que adoptara la coloración rosa, ¿a cuál de las siguientes disoluciones 0.1 Mol/L añadiríamos fenolftaleína?

a) NaNO3

b) CH3COOH

c) NaBr

d) NH3

e) ϕ-OH

Datos: Valores de pKa: CH3COOH/CH3COONa = 4.8: NH4/NH3 = 9.2; ϕ -OH/

ϕ -O- = 10.1

3.4 En la siguiente reacción redox no balanceada

CuS + HNO3 Æ Cu SO4 + NO (g) + H2O es cierto que:

a) el cobre se reduce y el azufre se oxida

b) el CuS es el agente oxidante

c) el azufre se reduce y el nitrógeno se oxida

d) el azufre se oxida y el nitrógeno se reduce

e) hay un intercambio de 8 electrones

RESPUESTA

RESPUESTA

(26)

3.5 Se conocen los siguientes datos para complejos formados con el EDTA

(ácido etilendiaminotetracético, simbolizado Y4-):

Complejo: AgY3- CuY2- FeY

-PKd 7.3 18.8 25.1

Cuando a un litro de una disolución que contiene una mezcla de los tres complejos, cada uno en concentración 0.01 M, se le agregan 0.01 moles de

Cu2+ entonces:

a) no ocurre ninguna reacción

b) todos los complejos se destruyen completamente

c) el Cu2+ desplaza al Fe(III) de su complejo

d) se destruye principalmente el complejo de plata

e) se destruyen todos los complejos pero sólo parcialmente.

4. Un estudiante, en la Olimpiada de Química, tenía que identificar 11 muestras de disoluciones que se encontraban en 11 frascos y que podían contener alguno de los siguientes compuestos:

CdSO4 Pb(NO3)2 Ba(OH)2 BaCl2 ZnCl2

Fe2(SO4)3 Kl NaHCO3 NH4SCN NaCl

Nota: Una de las 10 disoluciones se encontraba duplicada.

Además, contaba con tubos de ensaye y agitadores para realizar las pruebas y con 4 goteros que contenían los reactivos que se mencionan a continuación:

a) AgNO3 0.1 Mol/L

b) Na 2S 0.1 Mol/L

c) HCl 0.1 Mol/L

d) Fenolftaleína 0.01%

Inicialmente el estudiante colocó etiquetas en los frascos y los números del 1 al 11; después realizó diversas pruebas cualitativas usando los reactivos proporcionados y combinando los contenidos de los diversos frascos de la muestras desconocidas. Este trabajo le permitió identificar rápidamente las 11 muestras desconocidas. Te indicamos a continuación los resultados del trabajo de Fernando para que tú puedas descubrir lo que había en cada frasco.

RESPUESTA

(27)

• Añadió fenolftaleína a muestras de los 10 tubos: únicamente la número 7 dio una coloración roja

• Añadió unas gotas de la disolución de AgNO3 a muestras de los 11

frascos; aparecieron precipitados blancos en los tubos 1,2,3,4,9 y 11 y amarillo en el 6

• Al añadir HCl al frasco numerado como 8 se observó desprendimiento

de un gas

• Con el Na2S, la disoluciones 4 y 10 dio una coloración roja

• La disolución 2 y la 3 dan lugar a un precipitado blanco

• Las disoluciones 5 y 6 dan un precipitado amarillo

Los resultados que obtuvo Fernando le permitieron llenar una tabla que tu deberás reproducir en la siguiente tabla.

Tubo Producto Reacción de identificación o explicación que lo soporte (cuando no haya reacción)

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

11

(28)

Estante protegido de ladrones.

5. continúa

Eres director de un museo al que se le informa que hay una banda de ladrones que desean apoderarse de una pieza de gran valor que guardas en un estante que tiene nueve compartimentos todos cerrados con llave. Sólo hay un instructivo que permite encontrar la llave adecuada para sacar la pieza y guardarla en una caja fuerte de mayor seguridad antes de que lleguen los ladrones y te impidan protegerla. Las piezas se encuentran en recipientes de forma y altura diferente (alto, medio y bajo) y pueden tener números del 1 al 3.

La importante pieza del museo, es una forma alotrópica de gran dureza y tamaño constituida de un elemento de los llamados no metales.

Instructivo para identificar el contenido de cada compartimiento.

• Un metal alcalino perteneciente al tercer periodo está en un recipiente

marcado con el número 3

• El único metal líquido está justo debajo de un elemento usado en la

industria aeronáutica que tiene 22 protones

• En un recipiente que se encuentra inmediatamente a la izquierda de

otro alto hay un isótopo de un elemento que por decaimiento alpha produce un isótopo del iridio

• En la fila inferior, más abajo que el isótopo del elemento cuyo

decaimiento alpha produce el isótopo de iridio y en un recipiente del mismo tamaño del que contiene el metal alcalino del tercer periodo se encuentra un metal semiprecioso muy abundante en México.

• El elemento usado en la industria aeronáutica está en el recipiente con

el número 2

1

1

2 3

(29)

• Hay un halógeno sólido en un recipiente bajo que no esta cerca del metal semiprecioso abundante en México

• En la fila superior está un no metal de color amarillo que tiene 16

neutrones.

• En la columna izquierda hay un elemento cuyo isótopo principal tiene

una masa molar de 96

5.1 La pieza importante del museo es ____________ y está en el estante No __________

5.2 Coloca en cada cuadro el simbolo del elemento contenido en cada uno de los estantes.

1 2 3

4 5 6

(30)

Estado Calif 1 Estado Calif 2 CALIFICACIÓN FINAL

XIV OLIMPIADA NACIONAL DE QUÍMICA SONORA 2005. TERCER EXAMEN NIVEL B Tiempo: 180 MIN.

Nombre ______________________________________________ Estado: ____________________

1.- En el laboratorio de química un grupo de alumnos determinaron las temperaturas de fusión de soluciones no acuosas (en benceno, C6H6 como disolvente). La iguiente tabla nos muestra los resultados obtenidos a diferentes concentraciones:

Modalidad “m”

(CpR) = (a + b T)

0.00 5.5 0.25 4.3 0.50 3.0 0.75 1.8 1.00 0.6

1.50 - 1.9

Se sabe que el abatimiento de la temperatura de fusión ΔΤf es directamente proporcional

a la concentración molal (m).

ΔΤf = Kfm

Donde la constante de proporcionalidad Kf es la constante de descenso de la temperatura

de fusión.

1.1 A partir de la información de la tabla determina la Kf para el disolvente.

La constante de descenso de la temperatura de congelación depende sólo de la propiedades del disolvente:

(31)

Kf =

FUS F MRT

ΔΗ

2 *

donde:

M es la masa molar del disolvente

Tf* es la temperatura de fusión del disolvente puro • ΔΗfus es la entalpía de fusión del disolvente puro • R es la constante universal (8.314 J mol-1 K-1)

1.2 Para el benceno, el valor de tablas de su Kf es 5.12 K kg mol-1; calcula su ΔΗfus

Una solución contiene 3.1% en masa de un soluto orgánico que contiene 93.75% en masa de Carbono y 6.25 de hidrógeno. La temperatura de fusión de la solución es de 4.22 °C.

1.3 Calcula la masa molar del soluto

1.4 Determina la fórmula del compuesto

ΔΗfus = J/mol

(32)

2. La variación de energía interna ΔU de un sistema depende de la variación de su temperatura:

ΔU = nCv ΔT

Y puede variar a su vez por las cantidades de calor q y trabajo w intercambiado con los alrededores durante un proceso

ΔU – q + w

En ocasiones, la cantidad de calor transferido des de la misma magnitud que el trabajo involucrado pero de signo contrario y en consecuencia no hay variación de energía interna

Durante un proceso de expansión contra una presión de oposición constante, el trabajo realizado se puede calcular por:

w = - Pop ΔV

Considera el equema siguiente de un pistón de una estación de servicio que opera con aire a presión.

El automóvil tiene una masa de 1200 kg y ejerce una presión de oposición constante para la expansión del gas.

Para darle servicio al automóvil elevan a una altura de 1.85 m.

Si el pintón tiene un diámetro de 40 cm y la temperatura se mantiene constante a 20 °C, calcula

Calcula

(33)

2.2 La cantidad de calor absorbida o desprendida por el gas durante la expansión

2.3 La variación de energía interna del gas durante la expansión

I.El ácido ascórbico se oxida fácilmente a ácido dehidroascórbico de acuerdo con la siguiente reacción:

3C6HO6 + IO-3 ⇌ 3C6H6O6 + I- + 3H2O

El punto final se detecta cuando el iodato en esceso reacciona con el ioduro producido en la reacción anterior, dando lugar a I2 que colorea de azul el indicador almidón:

IO + 5I + 6H ⇌ 3I2 + 3H2O

A un estudiante de Olimpiada se le proporcionaron 250.0 mL de una disolución en la que se había disuelto una pastilla de 500.0 mg de ácido ascórbico. De esta disolución tomó una alícuota de 25.00 mL, le añadió 4 gotas de disolución de almidón y valoró la disolución con iodato de potasio 0.0126 Mol/L hasta que apareció un color azul permanente. El volumen promedio de tres titulaciones sucesivas fue 7.5 mL. La concentración del ascórbico en la disolución en la que de disolvió la pastilla y el contenido de ácido ascórbico (% en peso) en la misma fueron:

j

q = J

(34)

II. El descubridor del vanadio fue Andrés Manuel del Río quien era catedrátivo de

mineralogía en el Colegio de Minería de México (1795). Este catedrático encontró e n Taxco el mineral llamado naumanita que está compuesto por seleniuro de plata que es un compuesto poco soluble en agua (con un valor de pKs igual a 47.4)

II.1 Calcula la solubilidad de este compuesto en agua (en g/L)

Para determinar el contenido de naumanita (Ag2Se) en una muestra de minerales que contenía argentita (Ag2S), se siguió el procedimiento descrito a continuación

Se pesaron 2000.00 g de mineral y se sometieron a un proceso de molienda y lixiviación con cianuro (cianuración). Como resultado dem esta operación se obtuvieron 449.80 g de Na(Ag(CN)2). De este complejo se tomaron 44.8 y, después de un tratamiento de reducción con zinc, se obtuvieron 17.17 g de plata metálica).

II.2 Escribe la reacción de óxido-reducción que ocurre entre el complejo de plata y el zinc (indicando los correspondientes estados de agregación).

II.3 Los valores de potenciales estándar de reducción de los dos sistemas involucrados en la reacción anterior se dan a continuación. Indica en el espacio correspondiente cuál es el que debe corresponder a cada uno de ellos para que la reacción sea cuantitativa.

Valor de E° V/ENH) Sistema redox

(35)

II.4 ¿Cuál es el número de moles de plata total en el mineral?

II.5 ¿Cuál es la fracción molar de plata que en el complejo cianurado proviene de la naumanita y cuál de la argentita?

II.6 ¿Cuál es el porcentaje de naumanita y argentita en el mineral?

4.1 Ordene de mayor a menor tamaño los siguiente átomos y iones.

a) C ls22S22p2 b) B-1 ls22S22p2 c) F3+ ls22S22p2 d) O2f ls22S22p2 e) Ne4- ls22S22p2 f) N+ ls22S22p2

4.2 Indica cuál de los siguientes átomos tiene un mayor tamaño:

a) Na b) Li c) K d) Rb e) Cs

4.3 Los cuatro principales estados de oxidación del azufre son: Cálculos

Ecuaciones necesarias

(36)

4.4 ¿Cuál es la fórmula del perbromato de potasio?

a) KBrO b) KBrO2 c) KBrO4 d) KBrO5 e) KBrO7

4.5 ¿Cuál de los siguientes óxidos tiene el mayor carácter básico?

a) BeO b) MgO c) CaO d) SrO e) BaO

4.6 ¿Cuál de las siguientes sustancias al disolverse en agua da un pH menor?

a) HClO4 b) HClO3 c) HClO d) HClO2 e) NaCl

4.7 Si se mezclan 10 g de CH3SOCH3 con 10 g de KMnO4, ¿cuántos gramos se obtendrán de CH3SO2CH3?

2KMnO4 + 6HCl + 5CH3SOCH3 Æ 5CH3SO2CH3 + 2MnCl2 + 2KCl + 3H2O

4.8 ¿Cuál de los siguientes compuestos es más soluble en agua?

a) NaCl b) LiCl c) KCl d) RbCl e) CaF2

(37)

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MÉXICO Facultad de Química Programa Olimpiada de Química

SEGUNDO EXAMEN NIVEL A Tiempo: 90 MIN.

Nombre

___________________________________________________________________

Institución de

origen_________________________________________________________

1. En épocas de mucho frío se hace necesario calentar las habitaciones y cubrir camas con edredones para disminuir las pérdidas de calor y soportar las inclemencias del tiempo.

Un estudiante está comprando distintas alternativas para sustituir su

calentador eléctrico que tiene una potencia eléctrica de 500 watts, (es decir que libera 500 joules de calor por segundo), el cual prende por las noches durante 5 horas.

El calor de combustión del butano (C4H10) es ΔΗComb = - 2877.04 kJ/mol y el

propano (C3H8) es ΔΗComb = - 2220.00 kJ/mol. Contesta las siguientes

preguntas:

1.3¿Qué cantidad de energía es liberada por el calentador eléctrico durante la

noche?

1.4Si se sustituye al calentador eléctrico por uno de gas, ¿cuántas moles de

propano se requerirán?

Cálculos

Energía liberada = J

(38)

1.3 ¿Cuántos gramos de propano por hora se requerirán para calentar la habitación?

1.4 ¿Cuántos gramos de butano por hora se requerirán para calentar la habitación?

Un tanque de gas contiene una mezcla de propano y butano al 50% en masa:

1.5 ¿Cuál será el calor de combustión por gramo de esta mezcla?

Cálculos:

ηpropano = g

Cálculos:

ηbutano = g/h

Cálculos:

(39)

1.6 ¿Cuántos gramos de mezcla por hora se requerirán para calentar la habitación?

******************************************************************************

2.1 La hidratación de eteno produce:

A propanona B etanol C etanal

D metanol E ácido etanoíco

2.2 La adición de HCl al propeno produce:

A 2-cloropropano B cloropropeno C 1-cloropropano

D 1,2-dicloropropano E 1,1-dicloropropano

2.3 ¿Cuál es la fórmula general de un alqueno?

A CnH2n+2 B CnH2n-2 C CnH2n

D CnH2n+4 E CnH2n-4

2.4 Los compuestos que presentan isomería geométrica cis, trans, son los:

A alcanos B alquinos C alcoholes

D alquenos E aldehídos

******************************************************************************

3.1 Cierta cantidad de un ácido se valora con sosa. En el punto de equivalencia, el pH de la disolución es 8. De ello se deduce que:

Cálculos:

m’ mezcla = g/h

RESPUESTA

RESPUESTA

RESPUESTA

(40)

f) El ácido era débil

g) La concentración del ácido era pequeña

h) La concentración del ácido era grande

i) La valoración estaba mal hecha, pues el pH siempre es 7 en el punto de

equivalencia.

j) El ácido era fuerte.

3.2 Si se tiene un litro de disolución de ácido acético, Hac, de concentración 0.01 Mol/L y otra de HCl de igual concentración que se quieren neutralizar con NaOH (también 0.01 Mol/l), es cierto que:

f) Antes de neutralizarse, ambas disoluciones tienen el mismo pH.

g) El volumen necesario para neutralizar al ácido acético es mayor que el

que se requiere para el HCl.

h) El HCl requiere un volumen mayor que el ácido.

i) Los dos ácidos necesitan igual volumen de la disolución de sosa.

j) Se necesitan más datos para saber qué ácido necesitará más sosa para

su neutralización.

3.3 La fenolftatelína es un indicador ácido-base que es incoloro pH = 8.2 y rosa por encima de 9.2 Si quisiéramos que adoptara la coloración rosa, ¿a cuál de las siguientes disoluciones 0.1 Mol/L añadiríamos fenolftaleína?

f) NaNO3

g) CH3COOH

h) NaBr

i) NH3

j) ϕ-OH

Datos: Valores de pKa: CH3COOH/CH3COONa = 4.8: NH4/NH3 = 9.2; ϕ -OH/

ϕ -O- = 10.1

3.4 En la siguiente reacción redox no balanceada

CuS + HNO3 Æ Cu SO4 + NO (g) + H2O es cierto que:

a) el cobre se reduce y el azufre se oxida

f) el CuS es el agente oxidante

RESPUESTA

RESPUESTA

(41)

g) el azufre se reduce y el nitrógeno se oxida

h) el azufre se oxida y el nitrógeno se reduce

i) hay un intercambio de 8 electrones

3.5 Se conocen los siguientes datos para complejos formados con el EDTA

(ácido etilendiaminotetracético, simbolizado Y4-):

Complejo: AgY3- CuY2- FeY

-PKd 7.3 18.8 25.1

Cuando a un litro de una disolución que contiene una mezcla de los tres complejos, cada uno en concentración 0.01 M, se le agregan 0.01 moles de

Cu2+ entonces:

a) no ocurre ninguna reacción

f) todos los complejos se destruyen completamente

g) el Cu2+ desplaza al Fe(III) de su complejo

h) se destruye principalmente el complejo de plata

i) se destruyen todos los complejos pero sólo parcialmente.

4. Un estudiante, en la Olimpiada de Química, tenía que identificar 11 muestras de disoluciones que se encontraban en 11 frascos y que podían contener alguno de los siguientes compuestos:

CdSO4 Pb(NO3)2 Ba(OH)2 BaCl2 ZnCl2

Fe2(SO4)3 Kl NaHCO3 NH4SCN NaCl

Nota: Una de las 10 disoluciones se encontraba duplicada.

Además, contaba con tubos de ensaye y agitadores para realizar las pruebas y con 4 goteros que contenían los reactivos que se mencionan a continuación:

a) AgNO3 0.1 Mol/L

e) Na 2S 0.1 Mol/L

f) HCl 0.1 Mol/L

g) Fenolftaleína 0.01%

4. continua

Inicialmente el estudiante colocó etiquetas en los frascos y los números del 1 al 11; después realizó diversas pruebas cualitativas usando los reactivos

RESPUESTA

RESPUESTA

(42)

proporcionados y combinando los contenidos de los diversos frascos de la muestras desconocidas. Este trabajo le permitió identificar rápidamente las 11 muestras desconocidas. Te indicamos a continuación los resultados del trabajo de Fernando para que tú puedas descubrir lo que había en cada frasco.

• Añadió fenolftaleína a muestras de los 10 tubos: únicamente la número

7 dio una coloración roja

• Añadió unas gotas de la disolución de AgNO3 a muestras de los 11

frascos; aparecieron precipitados blancos en los tubos 1,2,3,4,9 y 11 y amarillo en el 6

• Al añadir HCl al frasco numerado como 8 se observó desprendimiento

de un gas

• Con el Na2S, la disoluciones 4 y 10 dio una coloración roja

• La disolución 2 y la 3 dan lugar a un precipitado blanco

• Las disoluciones 5 y 6 dan un precipitado amarillo

Los resultados que obtuvo Fernando le permitieron llenar una tabla que tu deberás reproducir.

Tubo Producto Reacción de identificación o explicación que lo soporte (cuando no haya reacción)

1 2 3 4 5 6 7 8

9

10

11

5. EL MUSEO (Identifica los elementos que hay en cada compartimiento)

2

(43)

Estante protegido de ladrones.

Eres director de un museo al que se le informa que hay una banda de ladrones que desean apoderarse de una pieza de gran valor que guardas en un estante que tiene nueve compartimentos todos cerrados con llave. Sólo hay un instructivo que permite encontrar la llave adecuada para sacar la pieza y guardarla en una caja fuerte de mayor seguridad antes de que lleguen los ladrones y te impidan protegerla. Las piezas se encuentran en recipientes de forma y altura diferente (alto, medio y bajo) y pueden tener números del 1 al 3.

La importante pieza del museo, es una forma alotrópica de gran dureza y tamaño constituida de un elemento de los llamados no metales.

Instructivo para identificar el contenido de cada compartimiento.

• Un metal alcalino perteneciente al tercer periodo está en un recipiente

marcado con el número 3

• El único metal líquido está justo debajo de un elemento usado en la

industria aeronáutica que tiene 22 protones

• En un recipiente que se encuentra inmediatamente a la izquierda de

otro alto hay un isótopo de un elemento que por decaimiento alpha produce un isótopo del iridio

• En la fila inferior, más abajo que el isótopo del elemento cuyo

decaimiento alpha produce el isótopo de iridio y en un recipiente del mismo tamaño del que contiene el metal alcalino del tercer periodo se encuentra un metal semiprecioso muy abundante en México.

5 continúa

• El elemento usado en la industria aeronáutica está en el recipiente con

el número 2

• Hay un halógeno sólido en un recipiente bajo que no esta cerca del

metal semiprecioso abundante en México

• En la fila superior está un no metal de color amarillo que tiene 16

neutrones.

• En la columna izquierda hay un elemento cuyo isótopo principal tiene

una masa molar de 96

1

(44)

5.1 Si la pieza importante del museo es ____________ y está en el estante No __________

5.2 Coloca en cada cuadro el simbolo del elemento contenido en cada uno de los estantes.

1 2 3

4 5 6

(45)

Estado Calif 1 Estado Calif 2 CALIFICACIÓN FINAL

XIV OLIMPIADA NACIONAL DE QUÍMICA SONORA 2005.

TERCER EXAMEN NIVEL A Tiempo: 180 MINUTOS

Nombre ______________________________________________ Estado: _______________

1.- En el laboratorio de química un grupo de alumnos determinaron las temperaturas de fusión de soluciones no acuosas (en benceno, C6H6 como disolvente). La iguiente tabla nos muestra los resultados obtenidos a diferentes concentraciones:

Modalidad “m”

(CpR) = (a + b T)

0.00 5.5 0.25 4.3 0.50 3.0 0.75 1.8 1.00 0.6

1.50 - 1.9

Se sabe que el abatimiento de la temperatura de fusión ΔΤf es directamente proporcional

a la concentración molal (m).

ΔΤf = Kfm

Donde la constante de proporcionalidad Kf es la constante de descenso de la temperatura

de fusión.

1.1 A partir de la información de la tabla determina la Kf para el disolvente.

La constante de descenso de la temperatura de congelación depende sólo de la

(46)

Kf =

FUS F MRT

ΔΗ

2 *

donde:

M es la masa molar del disolvente

Tf* es la temperatura de fusión del disolvente puro • ΔΗfus es la entalpía de fusión del disolvente puro • R es la constante universal (8.314 J mol-1 K-1)

1.2 Para el benceno, el valor de tablas de su Kf es 5.12 K kg mol-1; calcula su ΔΗfus

Una solución contiene 3.1% en masa de un soluto orgánico que contiene 93.75% en masa de Carbono y 6.25 de hidrógeno. La temperatura de fusión de la solución es de 4.22 °C.

1.3 Calcula la masa molar del soluto

1.4 Determina la fórmula del compuesto

ΔΗfus = J/mol

(47)

********************************************************************** ***

2.1 ¿Cuál es el producto de reducción del butirato de butilo con el hidruro doble de litio y aluminio?

a) ácido butonoíco b) 1-butanol c) butanal

d) butirato de sodio e) 2-butanol

2.2 La reacción que puede producir poliésteres es la siguiente:

Chemwin*

2.3 Escribe las estructuras que faltan en la siguiente secuencia sintética:

Chemwin

RESPUESTA

(48)

2.4 ¿Cuál es la estructura del compuesto A?

Chemwin

A ⎯1⎯)O3⎯,CH⎯2Ck⎯2,−⎯78⎯°C

2.5 En una reacción típica de cetalización se emplea generalmente una trampa de Dean-Stark con el propósito de separar el agua que se forma en la reacción.

Chemwin

Esto tiene por objeto:

a) desplazar el equilibrio de la reacción hacia la derecha b) evitar reacciones secundarias con el disolvente c) mantener el equilibrio en la reacción

d) evitar que el catalizador ácido se desactive

e) desplazar el equilibrio de la reacción hacia la iazquierda. RESPUESTA

COMPUESTO A

RESPUESTA

COMPUESTO B

RESPUESTA

COMPUESTO C

RESPUESTA

COMPUESTO A

(49)

3.-

I. El ácido ascórbico se oxida fácilmente a ácido dehidroascórbico de acuerdo con la

siguiente reacción:

3C6H8O6 + IO3- ⇌ 3C6H8O6 + I + 3H2O

En el punto final se detecta cuando el iodato en exceso reacciona con el ioduro

producido en la reacción anterior, dando lugar a I2 que colorea de azul el indicador almidón:

IO3- + 5I- + 6H+ ⇌ 3I2 + 3H2O

A un estudiante de Olimpiada se le proporcionaron 250.0 mL de una disolución en la que se había disuelto una pastilla de 500.0 mg de ácido ascórbico. De esta disolución tomó una alícuota de 25.00 mL, le añadió 4 gotas de disolución de almidón y valoró la disolución con iodato de potasio 0.0126 Mol/L hasta que apareció un color azul permanente. El volumen promedio de tres titulaciones sucesivas fue 7.5 mL. La concentración del ascórbico en la disolución en la que de disolvió la pastilla y el contenido de ácido ascórbico (% en peso) en la misma fueron:

II. El descubridor del vanadio fue Andrés Manuel del Río quien era catedrátivo de

mineralogía en el Colegio de Minería de México (1795). Este catedrático encontró e n Taxco el mineral llamado naumanita que está compuesto por seleniuro de plata que es un compuesto poco soluble en agua (con un valor de pKs igual a 47.4)

II.1 Calcula la solubilidad de este compuesto en agua (en g/L)

(50)

Para determinar el contenido de naumanita (Ag2Se) en una muestra de minerales que contenia también argentita (Ag2Se), se siguió el procedimiento descrito a continuación:

Se pesaron 2000.00 g de mineral y se sometieron a un proceso de molienda y lixiviación con cianuro (cianuración). Como resultado de esta operación se obtuvieron 291.04 g de Na [(Ag(CN2)]. De este complejo se tomaron 29.10 y, después de un tratamiento de reducción con zinc, se obtuvieron 17.17 g de plata metálica.

II.2 Escribe la reacción de óxido-rducción que ocurre entre el complejo de plata y el

zinc (indicando los correspondientes estados de agregación)

II.3 Los valores potenciales estándar de reducción de los dos sistemas involucrados en

la reacción anterior se dan a continuación. Indica en el espacio correspondiente cuál es el que debe corresponder a cada uno de ellos para que la reacción sea cuantitativa.

Valor de E° V/ENH

Sistema redox

0.52 1.05

II.4 ¿Cuál es el número de moles de plata total en el mineral?

II.5 ¿Cuál es la fracción molar de plata que en el complejo cianurado proviene de la

naumanita y cuál de la argentita?

II.6 ¿Cuál es el porcentaje de neumanita y argentita en el mineral?

Cálculos

Ecuaciones necesarias

(51)

II.7 La reducción de la plata podría haberse efectuado en forma electrolítica. ¿cuántos

coulombios habrían pasado para realizar el depósito electrolítico de 200 g del complejo cianurado?

Valor del Faraday = 96484 Coulombs

II.8 Si se hubiesen realizado la reducción a intensidad constante igual a 10 amperios

¿cuánto tiempo habría tardado para el depósito del 98% de la plata?

4.1 Ordena de mayor a menor tamaño los siguientes átomos y iones:

a) Cls22s22p2 b) B-1 ls22s2p2 c) F3+ ls22s2p2 d) O2+ ls22s2p2 e) Ne4+ ls22s2p2 f) N+ ls22s2p2

4.2 Indica cuál de los siguientes átomos tiene un mayor tamaño:

a) Na b) Li c) K d) Rb e) Cs

4.3 Los cuatro principales estados de oxidación del azufre son:

4.4 ¿Cuál es la fórmula del perbromato de potasio?

(52)

a) BeO b) MgO c) CaO d) SrO e) BaO

4.6 ¿Cuál de las siguientes sustancias al disolverse en agua da un pH menor?

a) HClO4 b) HClO3 c) HClO d) HClO2 e) NaCl

4.7 Si se mezclan 10 g de CH3SOCH3 con 10 g de KMnO4, ¿cuántos gramos se obtendrán de CH3SO2CH3?

KMnO4 + HCl + CH3SOCH3 Æ CH3SO2CH3 + MnCl2 + KCl + H2O

4.8 ¿Cuál de los siguientes compuestos es más soluble en agua?

a) NaCl b) LiCl c) KCl d) RbCl e) CaF2

5. El hexacianoferato(II) de potasio es un compuesto de coordinación que presenta diamagnetismo. Para este compuesto indique:

a) La geometría del compuesto

b) El número de coordinación del compuesto

c) Propon una hibridación para este compuesto usando la teoría de enlace valencia.

NOTA. Fe =[Ar ]3d64s2

(53)

c) XeF4 D BrF5

(54)

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL ESTADO DE MÉXICO Facultad de Química Programa Olimpiada de Química

Primer examen Nivel A y B 30 Preguntas Tiempo de respuesta: 90 Min.

Los siguientes minerales se encuentran en Sonora

a) Sonoraita Fe2Te2O3(OH)4 b) Deningita, MnTe2O5 c) Choloalita, PbCuTeO6 d) Burckhardita Pb2Fe3TeO2 e) Alamosíta, PbSiO3

En función de las formulas anteriores contesta las siguientes preguntas. Contesta en el eligiendo la letra que corresponde al mineral

1 El mineral de mayor masa molar es ___d______

2 El mineral que contiene el mayor % en masa de plomo es ___e_____

3 El mineral que contiene mayor % en masa de telurio es____b_____

4 Dentro de los minerales que contienen plomo, el que tiene un mayor % en masa de oxigeno es_____e_____

5 El mineral que tiene casi un 50% en masa de telurio es____a____

6 Sí de 500.0g de alamosíta se lograra extraer un 25 % del plomo que contiene,

¿Cuantos moles serian?

a) menos de 0.40 b) entre 0.40 y 0.49 c) entre 0.50 y 0.59 d) entre 0.60 y 0.69 e) más de 0.69

7 Suponiendo que la densidad de la Choloalita es de 5.6g cm-3, el volumen que ocupa

un mol de este mineral en litros es:

a) Menos de 0.050 b) Entre 0.051 y 0.100 c) Entre 0.101 y 0.150

d) Entre 0.151 y 0.200 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 contenido en la muestra recombina con oxígeno para formar Fe2O3, ¿Cuántos gramos se obtienen de este oxido?

a) menos de 100 b) Entre 100 y 149 c) Entre 150 y 199

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