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XXI Olimpiada Peruana de Química

NIVEL INTERMEDIO

Primera Fase – 2016

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INSTRUCCIONES

LA PRUEBA CONSTA DE 50 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 (puede usar las

páginas 14 y 15 para este propósito)

● 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.

XXI OPQ - NIVEL INTERMEDIO - Primera Fase – 2016

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1.- Debajo se muestra la función de probabilidad radial de los orbitales s y p para un átomo tipo

hidrogenoide.

¿Qué nos indica la función de probabilidad radial mostrada?

a) Que un electrón en un orbital 1s tiene más probabilidad de estar más cerca del núcleo

que un electrón en un orbital 2s.

b) Que un electrón en un orbital 2s tiene más probabilidad de estar más cerca del núcleo

que un electrón en un orbital 1s.

c) Que un electrón en un orbital 2s no tiene probabilidad de estar cerca del núcleo.

d) Que es probable que un electrón en un orbital 2s también esté en un orbital 1s.

2.- La energía de ionización del átomo de hidrógeno puede calcularse a partir del modelo de

Bohr. Calcule dicha energía.

a) 692 kJ/mol

b) 954 kJ/mol

c) 1312 kJ/mol

d) 1684 kJ/mol

3 .- ¿Qué estado de oxidación más probable espera de un elemento que tiene las siguientes

energías de ionización (en kJ/mol): E1= 419, E2= 3052, E3=4420, E4= 5877 y E5=7975?

a) +5.

b) +3

c) +1

d) ‒1

4.- ¿Cuál de los siguientes nombres es reconocido por la IUPAC para la molécula O3, conocida

comúnmente como ozono?

a) trioxígeno

b) trióxido

c) trioxo-oxígeno

d) tripleóxido

5.- En la siguiente secuencia de desintegración radiactiva 𝑇ℎ → 𝑅𝑎 → 𝐴𝑐 → 𝑇ℎ90228

89228

88228

90232 se

han visto involucradas exactamente las siguientes partículas:

a) 3 partículas alfa

b) 2 partículas alfa y 1 beta

c) 1 partícula alfa y dos beta

d) 2 partículas alfa y un positrón


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6.- ¿Cuál/cuáles de las siguientes moléculas no es/son polares?

(i) N(CH3)3, (ii) As(CH3)3 (iii) B(CH3)3 (iv) P((CH3)3)

a) la (ii) y la (iv)

b) la (ii) y la (iii)

c) Solo la (iii)

d) Solo la (ii)

7.- El ácido sulfúrico (H2SO4) puede formarse a partir de oxígeno, agua y dióxido de azufre.

Suponga que se hacen reaccionar 400 g del óxido, 175 g de oxígeno y 125 g de agua hasta que

se agota el reactivo limitante. ¿Qué masa de ácido se forma?

a) 700 g

b) 612 g

c) 472 g

d) 0 g

8.- .- ¿Cuál es la densidad de la plata si sabe que su estructura es cúbica centrada en las caras

y el parámetro de celda (arista del cubo) es 408,5 x10‒12m?

a) 21,0 g/cm3

b) 10,5 g/cm3

c) 5,2 g/cm3

d) 2,1 g/cm3

9.- Considere que se han fabricado 4 vasos, cada uno de ellos con una sustancia diferente, de

las mostradas debajo:

(i) Fe, (ii) W, (iii) policloruro de vinilo (un polímero) y (iv) MgO.

¿Cuál de ellos es más probable que se rompa en pedazos al caer de una mesa?

a) El (i)

b) El (ii)

c) el (iii)

d) el (iv)

10.- Se tienen 3 frascos de vidrio con la misma cantidad de agua. A cada uno de ellos se le

añade solo una de estas sustancias con la misma cantidad de moles: LiOH, KOH y Mg(OH)2.

Determine qué solución tendrá el pH más alto.

a) Todas por igual

b) la que contiene LiOH

c) la que contiene KOH

d) la que contiene Mg(OH)2

11.- . Se conoce como el proceso de Bayer al proceso de purificación del óxido de un elemento

metálico a partir de la mezcla de óxidos de diferentes metales en la que se encuentra en la

naturaleza. El proceso consiste en disolver en medio fuertemente básico la mezcla inicial de

óxidos de metales. De esta manera, solo se disuelve el elemento de interés en forma de

hidroxocomplejo. Después de separarse la mezcla de óxidos no disuelta se precipita de nuevo el

óxido puro del elemento por adición de un ácido. ¿Con el óxido de qué elemento se puede hacer

esto?

a) hierro

b) manganeso

c) oro

d) aluminio


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12.- ¿Cuál/es de los siguientes elementos puros reacciona en caliente con agua para liberar

hidrógeno?

(i) hierro, (ii) sodio, (iii) bario

a) los tres

b) solo el (ii)

c) Solo el (ii) y (iii).

d) Solo el (iii)

13.- ¿Cuál es el potencial estándar de la celda que se obtendrá a 25°C si se emplea un

electrodo donde los I-(ac) están en contacto con I2(s) y otro electrodo donde una cinta de cromo

se encuentra sumergida en una solución de Cr3+(ac)?

a) +0,20 V

b) -0,20 V

c) +1,28 V

d) -1,28 V

14 . Si se desea producir la oxidación de un metal en medio acuoso ligeramente ácido, ¿cuál de

los siguientes ácidos usaría de forma preferente: HCl, HNO3, H3PO4?

a) Los tres por igual

b) Preferiría usar H2SO4 y ninguno de la lista

c) HNO3

d) H3PO4

15.- El químico belga Ernest Solvay fue un importante contribuyente a la industria química del

siglo XIX. En 1863 construyó su primera fábrica donde terminó de perfeccionar su método en

1872. En 1890 ya había fundado empresas en diversos países extranjeros. El éxito de su

proceso le reportó una riqueza considerable la cual usó con fines filantrópicos. Las conferencias

sobre física de Solvay eran particularmente reconocidas por su papel en el desarrollo de las

teorías de la mecánica cuántica y la estructura atómica. Al mismo tiempo, toma iniciativas

sociales siendo un precursor del reconocimiento de los derechos laborales en sus industrias,

donde inicia un sistema de seguridad social inexistente en la época: una pensión para los

trabajadores, desde 1899, limitaciones al horario de trabajo y jornada de 8 horas desde 1908, la

instauración de vacaciones pagadas desde 1913 y una especie de reciclaje profesional. El

proceso Solvay conduce a la obtención de:

a) amoníaco

b) ácido sulfúrico

c) ácido nítrico

d) carbonato de sodio


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16.- En una solución acuosa 0,050 M, el amoniaco está ionizado 1,72% a 5°C. ¿Qué valor tiene

Kb a esta temperatura?

a) 1,5 x 10-1

b) 1,5 x 10-3

c) 1,5 x 10-5

d) 1,5 x 10-7

17.- Para HOBr a 25°C, Ka = 2,8 x 10-9. ¿Cuál es el valor de pH + pOBr de una solución

0,075M?

a) 4,85

b) 9,70

c) 0,075

d) 0,035

18.- En una reacción redox, el agente reductor…

a) …pierde electrones

b) …gana electrones

c) …se reduce

d) … se hidroliza

19.- ¿En cuál de los siguientes compuestos contribuirá la hidrólisis del anión a la solubilidad?

I) MnS

II) Mn(OH)2

III) PbCl2

IV) Ag3PO4

a) Sólo MnS

b) Sólo PbCl2

c) MnS y PbCl2

d) MnS y Ag3PO4

20.- ¿Qué solubilidad molar tiene Ca(OH)2 en una solución buffer de pH 2,0 a 25°C? Kps = 5 x

10-6

a) 5 x 1018

b) 5 x 10-18

c) 5 x 106

d) 5 x 10-6

21.- En las aguas naturales más duras, [Ca2+] = 4 x 10-4 M. Cuando el agua se fluoriza para

evitar la formación de caries dentales, no se le agrega más de 1 ppm de fluoruro (Recuerde que

ppm significa partes por millón en masa). ¿Precipitará fluoruro de calcio al fluorizar el agua

dura? Kps = 1,4 x 10-10

a) Sí

b) No

c) Depende de la temperatura

d) No se usa fluoruro para este fin.


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22.- Los sistemas cromatográficos normalmente son utilizados junto con un detector. Este

detector mide las fracciones separadas de las muestras conforme emergen. En la siguiente lista

se encuentran los puntos a tener en cuenta en la selección de un detector excepto por:

a) Estabilidad

b) Velocidad de flujo

c) Tiempo de respuesta

d) Linealidad

23.- A partir de los datos en la siguiente tabla ¿qué metal espera que sea un mejor agente

oxidante?

a) Hg2+

b) Ag+

c) Na+

d) Al3+

24.- Todas las reacciones que ocurren de manera espontánea en una celda electroquímica

tienen valores netos de potencial estándar….

a) negativos

b) positivos

c) cero

d) no se puede predecir

Considere el enunciado siguiente para responder las preguntas 25 a 27

En un ciclo de cuatro etapas reversibles aplicado a 10 moles de H2(g) (Cv =5/2 R), se han

obtenido los siguientes datos:

Etapa 1: q = + 660 J ; w = - 660 J

Etapa 2: q = 0 ; w = - 200 J

Etapa 3: q = - 445 J ; w = +445 J

Etapa 4: q = 0 ; w = + 200 J

25.- Si la temperatura inicial es 25°C, la temperatura final (en unidades SI) de la etapa 2 es:

a) 24 °C

b) 24 K

c) 297 K

d) 297 °C

26.- Calcule el valor del trabajo del ciclo y señale si es de expansión o de compresión:

a) 1105 J; es un trabajo de compresión

b) –215 J; es un trabajo de expansión

c) 215 J; es un trabajo de compresión

d) –1105 J; es un trabajo de expansión


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27.- Los valores de ∆E y ∆H para el ciclo son, respectivamente:

a) ∆E = ∆H = 215 J

b) ∆E = ∆H = 0

c) ∆E = 215 J; ∆H = 0

d) ∆E = 0; ∆H = 215 J

28. Se tienen dos recipientes:

Recipiente Xx de 1 500 L que contiene O2 a 25 °C y 300 kPa.

Recipiente Zz de volumen desconocido que contiene N2 a 35 °C y 200 kPa.

Si los recipientes se conectan de modo que al final la presión total es de 253 kPa a 20 °C, el

volumen (en unidades SI) del recipiente Zz es, aproximadamente:

a) 1000 L

b) 1 m3

c) 100 L

d) 100 m3

29. Al introducir cierta masa de un gas (la composición porcentual en masa del gas es C:

24,3%, Cl: 71,7% e H: 4 %) en un recipiente vacío de 226 mL a 98,6°C, se observa que la

presión del gas es de 746 mmHg y el peso del recipiente se incrementa en 1,44 g.

La densidad del gas (g/L) a dicha temperatura, su masa molar y fórmula molecular son:

a) 6,37 g/L 99 g/mol C2Cl2H4

b) 3,18 g/L 198 g/mol C4Cl4H8

c) 6,37 g/L 198 g/mol C4Cl4H8

d) 3,18 g/L 99 g/mol C2Cl2H4

30. Considere la reacción CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3 H2(g), con Kp = 1,8 x 10–7 a 600K. Si se

introducen el mismo número de moles de metano, agua y monóxido de carbono hasta lograr una

presión total de 3 atm en la mezcla de reacción, ¿cuál será aproximadamente la presión parcial

de hidrógeno una vez alcanzado el equilibrio a dicha temperatura?

a) 1,8 x 10–7 atm

b) 5,6 x 10–3 atm

c) 0,072 atm

d) 3,0 atm

31.- Determine la temperatura de ebullición normal de una solución acuosa preparada

disolviendo 11,4g de amoniaco (NH3) en 200 g de solvente. La constante ebulloscópica del agua

es Kb = 0,52°C/m.

a) 98,4°C

b) 99,3°C

c) 101,7 °C

d) 102,6 °C


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Considere el enunciado siguiente para responder las preguntas 32 y 33.

En las pilas secas, el ánodo lo constituye el contenedor de zinc mientras que el cátodo es una

barra de carbón que se introduce en el electrolito que está en contacto con dióxido de

manganeso (MnO2). El electrolito consiste en cloruro de amonio (NH4Cl) y cloruro de zinc (ZnCl2)

en agua. El voltaje (estándar a 25°C) que produce una pila seca es de aproximadamente 1,5 V.

Considere que se produce la siguiente semirreacción catódica:

)(2)(3)(32)(2)(4 lacssac OHNHOMnMnONH

y que el potencial estándar Zn2+(ac)/Zn(s) = -0,76 V.

32. Si los iones tienen una concentración 0,2 M y los compuestos disueltos una concentración

0,15 M, determine el potencial de la celda.

a) 1,473 V

b) 1,554 V

c) 1,527 V

d) 1,446 V

33. Si una pila produce una corriente de 0,035 A y se consumen 2,5 g de MnO2 durante el

proceso, el tiempo que dura el proceso en la celda es aproximadamente:

a) 11,0 h

b) 22,0 h

c) 11,0 min

d) 1320 s

34.- Considere el siguiente proceso:

identifique la afirmación incorrecta:

a) el HCO3-(ac) se comporta como un ácido

b) el PO43-

(ac) se comporta como el ácido conjugado de HPO42-

(ac)

c) tanto el HPO42-

(ac) como el H2CO3(ac) se comportan como ácidos

d) el H2CO3(ac) es la base conjugada de HCO3-(ac)

35.- Determine cuál(es) de los siguientes enunciados son correctos:

I Las unidades de velocidad de una reacción de orden 1 son min·s-1

II En una reacción de orden 2, el tiempo de vida media es inversamente proporcional a la

concentración inicial del reactante.

III En una reacción catalizada, la energía de activación y la entalpía de reacción son menores

que en la misma reacción no catalizada.

IV En una reacción elemental el orden de reacción coincide con la molecularidad.

a) Solo IV

b) II y III

c) II y IV

d) I y III


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36. La ley de velocidad de la reacción 2 H2O2(ac) → 2 H2O(l) + O2 (g)

es v = k[H2O2].

Con respecto al orden de reacción, se puede afirmar que:

a) es de orden cero

b) es de orden uno

c) es de orden dos

d) faltan datos para determinar el orden.

37.- ¿Cuál de los siguientes compuestos es más soluble en agua?

a) Vitamina A

b) Vitamina C

c) Vitamina E

d) Ácido alfa-linoleico (omega-3)

38. El compuesto mostrado a continuación, es un:

a) Péptido

b) Oligosacárido

c) Lípido

d) Derivado del petróleo


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39. Ordene los siguientes compuestos según su acidez:

a. 2 > 3 > 4 > 1

b. 4 > 2 > 3 > 1

c. 1 > 4 > 3 > 2

d. 3 > 2 > 1 > 4

40. ¿Cuál de las siguientes reacciones producirá una amina secundaria como producto?

41. ¿Cuál es el producto mayoritario para la siguiente reacción?


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42. ¿Cuál será el producto mayoritario de esta secuencia de reacciones?

43.- ¿Qué mecanismo representa mejor a la reacción del cloruro de bencilo con cianuro de

sodio para formar cianometilbenceno (PhCH2CN)?

a) Sustitución nucleofílica bimolecular (SN2)

b) Sustitución nucleofílica aromática por eliminación-adición

c) Sustitución nucleofílica aromática por adición-eliminación

d) Sustitución electrofílica aromática

44.- Señale el enunciado INCORRECTO respecto al bencino:

a) es plano

b) se forma por la deshidrohaleganción de haluros de arilo

c) es aromático

d) es el intermediario en la reacción de sustitución nucleofílica aromática vía un mecanismo

de adición-eliminación

45.- Si se necesitara un catalizador para una esterificación, lo ideal sería utilizar:

I. NaOH II. H2SO4

a) Solo I b) Solo II c) cualquiera de los dos d) ninguno de los dos

46. El tipo de compuesto que es más resistente a una oxidación con dicromato de potasio en medio ácido es:

a) un alcohol primario b) un aldehído c) un ácido carboxílico d) un alqueno


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47. A continuación se presenta una de las rutas propuestas para la síntesis del ibuprofeno.

El compuesto B es:

48. En una reacción de Br2 y un compuesto orgánico desconocido, en medio básico, uno de los productos fue CHBr3. El compuesto desconocido podría ser: I CH3CHO II CH3COCH2CH3 III CH2CH2

a) Solo I b) Solo II c) I o II d) I, II o III

49. El reactivo de Grignard C6H5-MgBr se forma a partir de bromobenceno y de magnesio metálico. Complete la siguiente información acerca de las sustancias mencionadas: I. El átomo de carbono asociado con el átomo de bromo en el bromobenceno es___________. II. El átomo de carbono asociado con el magnesio en el reactivo de Grignard es___________. III. El magnesio es___________durante la preparación del reactivo de Grignard.

a) I. nucleofílico II. electrofílico III. oxidado b) I. electrofílico II. nucleofílico III. reducido c) I. electrofílico II. nucleofílico III. oxidado d) I. electrofílico II. electrofílico III. oxidado

50. De los siguientes dienos, el que no puede participar en una reacción de Diels Alder es:


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CONSTANTES, FÓRMULAS Y CONVERSIONES

NA = 6,022 x 1023 1 eV = 1,602 x 10−19 J

h = 6,626 x 10−34 J∙s K = °C + 273,15

me = 9,109 x 10−31 kg 1 atm = 760 mmHg = 760 torr

c = 3 x 108 m∙s−1 1 atm = 101325 Pa

F = 96 500 C/mol e− 1 pm = 10−12 m

R = 0,082 L∙atm∙mol−1∙K−1 = 8,314

J∙mol−1∙K−1

1 µL = 10−6 L

1 µg = 10−6 g

1 µM = 10−6 M

P∙V = n∙R∙T w = −P∙ΔV, P constante

ΔG = ΔH − T∙ΔS ΔG° = − n∙F∙ εº

ΔG = ΔG° + RT lnQ ΔHneutralización = −55,9 kJ/mol

E = h∙ν c = λ∙ν

En = −2,18 x 10−18 (1/n2) J = h/p

k = A e –Ea/RT ε = εº − (0,0509/n) log Q

ΔU = q + w = nCv ΔT A = Ɛbc

ΔH = nCp ΔT E = –13.6 Z2 eV/n2

ΔT=Kb m

https://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad_de_presi%C3%B3n)


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