Olimpiada Nacional de Química 2018

1. El número atómico del Fe es 26. Si el Ru está exactamente debajo del Fe en la tabla periódica, el ión Ru(II) tiene una configuración electrónica que termina en: (1 puntos)

d5 d6 d7 d8

Retroalimentación: Ru tiene Z=44. Configuración: [Kr]4d75s1. En realidad Ru: [Kr]4d75s1. Al formar Ru(II) pierde 2 electrones: [Kr]4d6, terminando en d6.

2. Sobre la forma y el tamaño de los orbitales se puede afirmar que: (1 puntos)

Los orbitales p tienen simetría esférica. Los orbitales p tienen forma de tetraedro regular. Los orbitales aumentan de volumen al aumentar el nivel de energía. Los orbitales sp2 están dirigidos según los vértices de un tetraedro.

Retroalimentación: Los orbitales son más grandes (mayor volumen) a medida que aumenta el número cuántico principal n. Los orbitales p tienen forma de doble lóbulo (no esférica ni tetraédrica). Los sp2 son planos (trigonales), no tetraédricos.

3. Si la primera energía de ionización del helio es 2,37 MJ·mol−1, la primera energía de ionización del neón en MJ·mol−1 es: (1 puntos)

2,68 MJ·mol−1 −2,68 MJ·mol−1 2,37 MJ·mol−1 2,08 MJ·mol−1

Retroalimentación: La primera energía de ionización del Ne es 2,08 MJ·mol−1 (valor experimental). Aunque el Ne tiene más protones, los electrones de valencia están en n=2 y el apantallamiento reduce la carga efectiva, resultando en una EI algo menor que la del He.

4. A partir de la posición del oxígeno en la tabla periódica y de su configuración electrónica se puede afirmar que: (1 puntos)

Sus átomos y moléculas son paramagnéticos. Sus valencias covalentes son 2, 4 y 6. Es el elemento más electronegativo de la tabla. Las tres respuestas anteriores son ciertas.

Retroalimentación: El O2 tiene dos electrones desapareados (orbitales π* antienlazantes) → paramagnético. El oxígeno no tiene orbitales d disponibles, por lo que sus valencias covalentes son solo 2. El elemento más electronegativo es el flúor (F), no el oxígeno.

5. Señale la opción correcta para el orden creciente del radio de los iones: (1 puntos)

Be2+ < Li+ < Na+ < K+ Be2+ < Na+ < Li+ < K+ Li+ < Na+ < K+ < Be2+ Na+ < K+ < Be2+ < Li+

Retroalimentación: Be2+ (Z=4, 2e⁻) < Li+ (Z=3, 2e⁻) < Na+ (Z=11, 10e⁻) < K+ (Z=19, 18e⁻). A mayor carga nuclear con igual número de electrones, menor radio. Y al subir periodo, mayor radio.

6. Dadas las siguientes afirmaciones (1 a 4), indique cuál es la respuesta correcta: 1) En las especies H−, He+ y Li2+, el orden de radios es: H− > Li2+ > He+. 2) La primera afinidad electrónica del O (Z=8) es mayor que la primera afinidad del N (Z=7). 3) Una estructura electrónica de un átomo en su estado fundamental ns1 representa un elemento alcalino. 4) Una estructura electrónica de un átomo en su estado fundamental ns2 representa un alcalinotérreo. (1 puntos)

Sólo la 3 y 4 son ciertas. Sólo la 1 es falsa. Sólo la 1 es cierta. Todas son ciertas.

Retroalimentación: Afirmación 1: Falsa. Todas son isoelectrónicas (2e⁻), pero el orden correcto es H− > He+ > Li2+ (a mayor Z, menor radio). Afirmación 2: Verdadera. Afirmación 3: Verdadera (alcalinos: H, Li, Na…). Afirmación 4: Verdadera (alcalinotérreos: Be, Mg, Ca…).

7. Usando el modelo de la repulsión de los pares de electrones de valencia (TRPEV), se puede decir que la estructura molecular que mejor describe al SF4 es: (1 puntos)

Tetraédrica distorsionada o see-saw (balancín). Pirámide cuadrada. Bipirámide trigonal. Plano cuadrada.

Retroalimentación: SF4 tiene 5 pares de electrones alrededor del S (4 enlaces + 1 par libre). La geometría electrónica es bipirámide trigonal, pero la molecular (ignorando el par libre) es tetraédrica distorsionada o balancín (see-saw).

8. La densidad del potasio, que tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), es 0,855 g·cm−3. ¿Cuál es el radio del átomo de potasio? (1 puntos)

2,3103 × 10−8 cm 9,4320 × 10−9 cm 9,2413 × 10−8 cm 1,8844 × 10−8 cm

Retroalimentación: En BCC: 2 átomos/celda unidad. $a^3 = \frac{2 \cdot M}{N_A \cdot \rho}$. Con M(K)=39,1 g/mol: $a = 5,3317 \times 10^{-8}$ cm. Relación BCC: $r = \frac{\sqrt{3}}{4}a = 2,3103 \times 10^{-8}$ cm.

9. La energía del enlace O=O es 498,0 kJ·mol−1. La longitud de onda de la radiación capaz de romper este enlace es: (1 puntos)

468,3 nm 532,0 nm 266,0 nm 240,2 nm

Retroalimentación: $\lambda = \frac{N_A \cdot h \cdot c}{E} = \frac{6,022\times10^{23} \cdot 6,626\times10^{-34} \cdot 3\times10^8}{498000} \approx 2,402 \times 10^{-7}$ m = 240,2 nm.

10. La geometría de una molécula que no tiene enlaces múltiples, tiene un átomo central con cinco pares de electrones enlazantes (y sin pares de electrones no enlazantes) es: (1 puntos)

Cuadrada plana. Bipirámide trigonal. Octaédrica Trigonal plana

Retroalimentación: 5 pares de electrones enlazantes sin pares libres → geometría de bipirámide trigonal (como PCl5).

11. ¿Cuál de las siguientes estructuras de Lewis es la más adecuada para el ion tiocianato SCN−? (1 puntos)

Retroalimentación: La estructura más estable del SCN− tiene triple enlace C≡N y enlace simple S–C (con carga formal −1 en S), que es la que minimiza las cargas formales y satisface la regla del octeto.

12. ¿En cuál de los siguientes compuestos hay orbitales híbridos sp2 en alguno de sus átomos? (1 puntos)

CH3–C≡CH CH3–CHOH–CH3 CH3–NH2 CH2=CH–C≡CH

Retroalimentación: En CH2=CH–C≡CH, los carbonos del doble enlace (CH2= y =CH–) son sp2. Los carbonos del triple enlace son sp. En las otras opciones no hay sp2.

13. En la figura dada, I, II y III son tres isotermas respectivamente a T1, T2 y T3. ¿Cuál es el orden de temperaturas? (1 puntos)

T1 = T2 = T3 T1 < T2 < T3 T1 > T2 > T3 T1 > T2 = T3

Retroalimentación: En un diagrama P–V, las isotermas de mayor temperatura están más arriba (mayor presión a igual volumen). Por tanto, la isoterma I (más alta) corresponde a la temperatura mayor: T1 > T2 > T3.

14. Dos bulbos cerrados de igual volumen (V) contienen un gas ideal inicialmente a presión pi y temperatura T1. Dichos bulbos están conectados a través de un tubo estrecho de volumen despreciable. Si la temperatura de uno de los bulbos se incrementa a T2, ¿cuál será la presión final pf? (1 puntos)

$p_f = \dfrac{2p_i T_1 T_2}{T_1(T_1+T_2)}$ $p_f = 2p_i$ $p_f = \dfrac{2p_i T_1 T_2}{T_1+T_2}$ $p_f = \dfrac{2p_i T_1 T_2}{T_2(T_1+T_2)}$

Retroalimentación: El número total de moles se conserva: $n_{total} = \frac{2p_i V}{RT_1}$. La presión final es la misma en ambos bulbos: $p_f \frac{V}{RT_1} + p_f \frac{V}{RT_2} = \frac{2p_i V}{RT_1}$. Resolviendo: $p_f = \frac{2p_i T_2}{T_1+T_2}$.

15. Determinar la temperatura a partir de la cual es espontánea la reacción: CO2(g) + C(s) → 2 CO(g) Las entalpías normales de formación estándar del CO(g) y del CO2(g) son respectivamente −110,54 y −393,50 kJ·mol−1. Las entropías absolutas estándar del CO(g), CO2(g) y C(s) son respectivamente 197,57; 213,63 y 5,73 J·mol−1·K−1. (1 puntos)

1 K 981 K 1298 K 1609 K

Retroalimentación: $\Delta H^\circ = 2(-110{,}54) - (-393{,}50) - 0 = 172{,}42$ kJ/mol. $\Delta S^\circ = 2(197{,}57) - 213{,}63 - 5{,}73 = 175{,}78$ J/(mol·K). $T_{esp} = \Delta H^\circ / \Delta S^\circ = 172420/175{,}78 \approx 981$ K.

16. Dadas las energías de disociación de enlace (EDE) de la tabla, ¿cuál es la $\Delta_f H^\circ$ para el H2O(g)? H–H: 432 kJ·mol−1; O–H: 467 kJ·mol−1; O–O: 146 kJ·mol−1; O=O: 495 kJ·mol−1 (1 puntos)

−934 kJ·mol−1 −510 kJ·mol−1 −429 kJ·mol−1 −255 kJ·mol−1

Retroalimentación: H2(g) + ½O2(g) → H2O(g). Energía rotura: 432 + ½(495) = 432 + 247,5 = 679,5 kJ. Energía formación: 2×467 = 934 kJ. $\Delta H = 679{,}5 - 934 = -254{,}5 \approx -255$ kJ·mol−1.

17. ¿Cuál de las siguientes respuestas es la correcta para un proceso espontáneo en un sistema a temperatura y presión constantes? I. Ssistema + Salrededores > 0 II. Gsistema < 0 (1 puntos)

Sólo I. Sólo II. Tanto I como II. Ni I ni II.

Retroalimentación: Ambas condiciones son equivalentes y correctas para un proceso espontáneo a T y P constantes: la entropía del universo aumenta (I) y la energía de Gibbs del sistema disminuye (II).

18. Una muestra de 9,4 g de KBr se disuelve en 105 g de H2O a 23,6 °C en una taza de café. ¿Cuál es la temperatura final del sistema? Datos: M(KBr) = 119 g·mol−1; $\Delta_{sol}H$(KBr) = 19,9 kJ·mol−1; Ce disolución = 4,184 J·g−1·°C−1. (1 puntos)

20,0 °C 20,3 °C 26,1 °C 27,2 °C

Retroalimentación: $n_{KBr} = 9{,}4/119 = 0{,}07899$ mol. $q = 0{,}07899 \times 19900 = 1571{,}7$ J (absorbido del sistema). $m_{disolución} = 9{,}4 + 105 = 114{,}4$ g. $\Delta T = -q/(m\cdot C_e) = -1571{,}7/(114{,}4 \times 4{,}184) = -3{,}28$ °C. $T_f = 23{,}6 - 3{,}28 \approx 20{,}3$ °C.

19. El grado de disociación α de la reacción: <img src='/images/olimpiadas-quimica/2018/img18.jpg' alt='reacción de disociación'> puede relacionarse con Kp como: (1 puntos)

$\alpha = \dfrac{K_p / P}{4 + K_p/P}$ $\alpha = \dfrac{K_p}{4 + K_p}$ $\alpha = \sqrt{\dfrac{K_p/P}{4 + K_p/P}}$ $\alpha = \dfrac{2\sqrt{K_p/P}}{\sqrt{4 + K_p/P}}$

Retroalimentación: Para A(g) ⇌ 2B(g), partiendo de 1 mol: en equilibrio hay (1−α) mol de A y 2α mol de B, total = 1+α. Las presiones parciales permiten derivar $K_p = 4\alpha^2 P/(1-\alpha^2)$. Para α pequeño: $\alpha \approx \sqrt{K_p/(4P)}$. La expresión exacta general es la opción c.

20. La ecuación estequiométrica y la expresión de velocidad de una reacción en estado gaseoso entre NO y H2 son respectivamente: 2NO(g) + 2H2(g) → N2(g) + 2H2O v = k[NO]2[H2] ¿Cuáles son las unidades de k si el tiempo se expresa en segundos y la concentración en mol por litro? (1 puntos)

L·s·mol−1 L2·mol−2·s−1 mol·L−1·s−1 mol2·L−2·s−1

Retroalimentación: La reacción es de orden 3 (2+1). $[k] = \frac{[v]}{[c]^3} = \frac{\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}}{(\text{mol}\cdot\text{L}^{-1})^3} = \text{L}^2\cdot\text{mol}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$.

21. Considere el mecanismo propuesto de la destrucción de ozono en la estratosfera: O3 + Cl· → ClO· + O2 ClO· + O3 → Cl· + 2O2 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el mecanismo es correcta? (1 puntos)

Cl· es un catalizador. O2 es un intermedio. La cantidad de O2 producido es igual a la cantidad de O3 consumidos. Todas las anteriores respuestas son correctas.

Retroalimentación: Cl· se regenera al final del mecanismo → es un catalizador. O2 es producto final, no intermedio. Por cada 2 mol de O3 consumidos se producen 3 mol de O2, por lo que c es falsa.

22. Una sustancia "X" en disolución se descompone según una reacción de segundo orden. Una disolución que inicialmente es 1,00 mol·dm−3 en X requiere de 0,5 h para que su concentración disminuya a 0,50 mol·dm−3. ¿Cuánto tiempo transcurrirá hasta que una disolución de X disminuya de concentración desde 1,00 mol·dm−3 a 0,25 mol·dm−3? (1 puntos)

0,5 h 1,0 h 1,5 h 2,0 h

Retroalimentación: Para 2º orden: $\frac{1}{[X]} - \frac{1}{[X]_0} = kt$. Con los datos: $k = (\frac{1}{0{,}5} - 1)/0{,}5 = 2$ dm³·mol−1·h−1. Para llegar a 0,25: $t = (\frac{1}{0{,}25} - 1)/2 = 3/2 = 1{,}5$ h.

23. Para la descomposición del N2O5, la energía de activación es 103,34 kJ·mol−1. A 27 °C la constante de velocidad de la reacción es 4,0·10−5 s−1. ¿Cuál es la constante de velocidad a 37 °C? (1 puntos)

3,18 · 10−2 s−1 3,18 · 10−4 s−1 0,76 · 10−4 s−1 1,60 · 10−4 s−1

Retroalimentación: Usando la ecuación de Arrhenius: $\ln\frac{k_2}{k_1} = \frac{E_a}{R}\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right) = \frac{103340}{8{,}314}\left(\frac{1}{300}-\frac{1}{310}\right) = 1{,}388$. $k_2 = 4{,}0\times10^{-5} \times e^{1{,}388} = 1{,}60 \times 10^{-4}$ s−1.

24. La reacción del dióxido de nitrógeno con el monóxido de carbono NO2(g) + CO(g) → CO2(g) + NO(g) ha sido estudiada y se ha propuesto el siguiente mecanismo: NO2(g) + NO2(g) → NO3(g) + NO(g)   (lenta) NO3(g) + CO(g) → NO2(g) + CO2(g)   (rápida) ¿Cuál expresión de velocidad corresponde a este mecanismo? (1 puntos)

v = k[NO2] v = k[NO2][CO] v = k[NO2]2 v = k[NO2]2[CO]

Retroalimentación: La etapa lenta (determinante de velocidad) es: NO2 + NO2 → NO3 + NO. Su ley de velocidad es v = k[NO2]2.

25. ¿Para cuál de las siguientes reacciones Kp será mayor que Kc a 25 °C? (1 puntos)

CO2(g) + C(s) ⇌ 2CO(g) 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) H2(g) + F2(g) ⇌ 2HF(g) O3(g) + NO(g) ⇌ NO2(g) + O2(g)

Retroalimentación: $K_p = K_c(RT)^{\Delta n}$. Kp > Kc cuando Δn > 0 (más moles de gas en productos). En la opción a: Δn = 2−1 = +1 (el C sólido no cuenta). Las demás tienen Δn ≤ 0.

26. A 720 °C se tiene el siguiente equilibrio: SO3(g) ⇌ SO2(g) + ½O2(g) A una presión de 0,25 atm, SO3 se encuentra disociado en un 69%, estableciéndose un equilibrio entre los gases presentes. ¿Cuál es la presión parcial del oxígeno en el equilibrio? (1 puntos)

5,76 · 10−2 atm 0,13 atm 0,26 atm 6,24 · 10−2 atm

Retroalimentación: Base 1 mol SO3: en equilibrio hay (1−0,69)=0,31 mol SO3, 0,69 mol SO2 y 0,345 mol O2. Total = 1,345 mol. P(O2) = (0,345/1,345)×0,25 = 0,0641 ≈ 6,24·10−2 atm.

27. La alanina, H2NCH(CH3)CO2H, tiene una Ka = 4,5·10−3 y Kb = 7,4·10−5. ¿Cuál especie se encuentra en mayor concentración a un pH de 7,00 en H2O? (1 puntos)

H2NCH(CH3)CO2H +H3NCH(CH3)CO2H H2NCH(CH3)CO2− +H3NCH(CH3)CO2−

Retroalimentación: El punto isoeléctrico de la alanina es pI = (pKa1 + pKa2)/2. Con Ka=4,5·10−3 (pKa=2,35) y Kb=7,4·10−5 → pKa2=9,13: pI ≈ (2,35+9,13)/2 ≈ 5,74. A pH=7 (entre pKa1 y pKa2), la especie zwitteriónica +H3NCH(CH3)CO2− es la predominante.

28. ¿Cuál es el pH de una disolución preparada mezclando 25 mL de 0,1 mol·dm−3 HCl con 25 mL de 0,2 mol·dm−3 NH3? Dato: Kb[NH3] = 1,8·10−5 (1 puntos)

9,26 8,65 5,34 4,14

Retroalimentación: moles HCl = 0,0025 mol; moles NH3 = 0,005 mol. Reacción: HCl + NH3 → NH4+. Quedan 0,0025 mol NH3 y 0,0025 mol NH4+ en 50 mL → tampón equimolar. pH = pKa(NH4+) = 14 − pKb = 14 − 4,74 = 9,26.

29. El CaF2 tiene una Ksp = 3,9·10−11 a 25 °C. ¿Cuál es la [F−] en una disolución saturada de CaF2 a 25 °C? (1 puntos)

2,1·10−4 mol·L−1 3,4·10−4 mol·L−1 4,3·10−4 mol·L−1 6,8·10−4 mol·L−1

Retroalimentación: CaF2 ⇌ Ca2+ + 2F−. Sea s la solubilidad: Ksp = s(2s)2 = 4s3. $s = \sqrt[3]{3{,}9\times10^{-11}/4} = 2{,}14\times10^{-4}$ mol/L. [F−] = 2s ≈ 4,3·10−4... Corrección: la respuesta marcada es a (2,1·10−4) que corresponde a s (solubilidad de Ca2+). [F−] = 2s = 4,3·10−4... Sin embargo, la hoja de respuestas indica a. [F−] = 2·(s) con $s=\sqrt[3]{K_{sp}/4}\approx 2{,}14\times10^{-4}$, por lo que [F−]=4,28·10−4, pero la clave oficial indica a.

30. Durante la valoración de una base débil con un ácido fuerte, se debería usar un indicador que cambie de color en la región de pH… (1 puntos)

ácida. básica. de la disolución reguladora. neutra.

Retroalimentación: En la valoración de una base débil con ácido fuerte, el punto de equivalencia se alcanza a pH < 7 (solución ácida). Por tanto, el indicador debe cambiar de color en la zona ácida.

31. ¿Cuál es el pH mínimo al que comienza a precipitar el hidróxido de cobalto(II) de una disolución de Co2+ 0,02 M? Dato: Ksp[Co(OH)2] = 2,0·10−16 (1 puntos)

5,8 6,2 7,0 7,8

Retroalimentación: Co(OH)2 precipita cuando [OH−]2 > Ksp/[Co2+] = 2·10−16/0,02 = 10−14. [OH−] > 10−7 M → pH > 7,0.

32. En la celda galvánica (también llamada voltaica) de la figura de abajo, ¿cuál flecha indica el flujo de electrones espontáneo? Datos: E°(Ag+/Ag) = 0,80 V; E°(Zn2+/Zn) = −0,76 V. (1 puntos)

A B C D

Retroalimentación: El zinc (E° = −0,76 V) actúa como ánodo (se oxida). Los electrones fluyen del ánodo (Zn) al cátodo (Ag) a través del circuito externo. La flecha B indica ese sentido.

33. ¿Qué cantidad de Cl2(g) se produce por electrolisis de una disolución acuosa concentrada de NaCl, si se utiliza una corriente de 2,0 A de intensidad durante 8,0 horas? (1 puntos)

0,149 mol 0,298 mol 0,596 mol 0,894 mol

Retroalimentación: Q = I·t = 2,0 A × 8,0 × 3600 s = 57600 C. mol e− = 57600/96485 = 0,597 mol. Cl2: se necesitan 2 mol e− por mol, luego mol Cl2 = 0,597/2 = 0,298 mol.

34. Para la siguiente celda electroquímica: Al(s) | Al3+ (0,18 mol·dm−3) ‖ Fe2+ (0,85 mol·dm−3) | Fe(s) Si los potenciales normales de electrodo son E°(Al3+/Al) = −1,676 V y E°(Fe2+/Fe) = −0,440 V, el potencial de la célula es: (1 puntos)

−1,236 V 1,248 V 1,236 V 0,014 V

Retroalimentación: E°celda = E°cátodo − E°ánodo = −0,440 − (−1,676) = 1,236 V. Usando Nernst: reacción: 2Al + 3Fe2+ → 2Al3+ + 3Fe; n=6. $E = 1{,}236 - \frac{0{,}0592}{6}\log\frac{(0{,}18)^2}{(0{,}85)^3} = 1{,}236 + 0{,}012 \approx 1{,}248$ V.

35. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la reacción de oxidación-reducción que tiene lugar en una celda galvánica en condiciones estándar, es cierta? (1 puntos)

ΔrG° y E° son positivos y Keq es mayor que 1. ΔrG° es negativo, E° positivo y Keq es mayor que 1. ΔrG° es positivo, E° negativo y Keq es menor que 1. ΔrG° y E° son negativos y Keq es menor que 1.

Retroalimentación: En una celda galvánica espontánea: E° > 0 → ΔrG° = −nFE° < 0 → Keq > 1 (ya que ΔrG° = −RTlnK).

36. ¿Cuántos moles de electrones se deben eliminar de cada mol de tolueno, C6H5CH3, cuando este es oxidado al ácido benzoico, C6H5COOH? (1 puntos)

1 2 4 6

Retroalimentación: En tolueno, el C del CH3 tiene estado de oxidación −3 (C en CH3: −2H·3 + x = 0... considerando C6H5–CH3: el CH3 tiene C con estado −3). En ácido benzoico C6H5–COOH: el C del COOH está en +3. Cambio = +3−(−3) = 6 electrones eliminados.

37. ¿Cuántos isómeros estructurales de fórmula molecular C8H10 contienen un anillo bencénico? (1 puntos)

2 3 4 5

Retroalimentación: C8H10 con benceno: quedan 2C para sustituir. Las posibilidades son: etilbenceno (1), orto-xileno (2), meta-xileno (3) y para-xileno (4). Total: 4 isómeros estructurales.

38. ¿Cuál de las siguientes sustancias tendrá un momento dipolar mayor? (1 puntos)

a b c d

Retroalimentación: Según la imagen, la opción b corresponde al isómero cis (o la molécula con mayor asimetría de carga), que tiene el mayor momento dipolar neto, ya que los momentos de enlace no se cancelan.

39. Dados el (E)-2-buteno y el (Z)-2-buteno (mostrados en la figura), y sabiendo que cada uno de ellos reacciona con Br2 para formar compuestos con la fórmula C4H8Br2, ¿cuál es la relación entre los productos? (1 puntos)

Isómeros estructurales. Enantiómeros. Diasteroisómeros. Idénticos.

Retroalimentación: (E)-2-buteno + Br2 da el producto anti → (2R,3R) y (2S,3S) dibromuro (meso o racémico, un compuesto meso). (Z)-2-buteno + Br2 da el anti → mezcla racémica (2R,3S) y (2S,3R). Los productos de ambas reacciones son diasteroisómeros entre sí.

40. ¿Qué tipo de compuesto se forma por oxidación suave del 2-pentanol? (1 puntos)

Un ácido. Un aldehído. Un éster. Una cetona.

Retroalimentación: El 2-pentanol es un alcohol secundario (CH3–CHOH–CH2CH2CH3). La oxidación suave de un alcohol secundario da una cetona (pentan-2-ona).

41. ¿Qué compuesto tiene una mayor presión de vapor a 25 °C? (1 puntos)

CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH3 CH3CH2CH2CH2NH2 (CH3)3COH

Retroalimentación: CH3CH2CH2CH2OCH3 (metil butil éter) tiene el punto de ebullición más bajo de la lista porque no forma puentes de hidrógeno entre sus propias moléculas (a diferencia de los alcoholes y aminas), y tiene mayor longitud de cadena que el éter dimetílico. Por tanto tiene mayor presión de vapor.

42. ¿Qué método para caracterizar compuestos orgánicos se basa en la vibración molecular? (1 puntos)

Espectroscopia Infrarroja (IR). Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN). Espectroscopia de ultravioleta visible (UV-visible). Difracción de Rayos X (R-X).

Retroalimentación: La espectroscopia infrarroja (IR) se basa en las vibraciones moleculares (tensión y flexión de enlaces). Las bandas de absorción en el IR corresponden a los modos de vibración de los grupos funcionales.

43. En el proceso radiactivo $^{232}_{92}$X → $^{220}_{89}$Y, ¿cuántas partículas α y β son expulsadas? (1 puntos)

5 α y 5 β 3 α y 3 β 3 α y 5 β 5 α y 3 β

Retroalimentación: Variación de masa: 232−220 = 12 → 3 partículas α (cada α: masa 4). Variación de Z sin β: 92−2×3 = 86, pero Y tiene Z=89. Diferencia: 89−86 = 3 → 3 emisiones β−. Total: 3α y 3β.

44. ¿Cuál de las siguientes opciones es correcta? (1 puntos)

Todos los aminoácidos proteicos son ópticamente activos. Todos los aminoácidos proteicos excepto la glicina son ópticamente activos. Todos los aminoácidos proteicos excepto la glicina y el ácido glutámico son ópticamente activos. Todos los aminoácidos proteicos excepto la glicina, el ácido glutámico y la lisina son ópticamente activos.

Retroalimentación: La glicina (H2N–CH2–COOH) es el único aminoácido sin centro quiral (el carbono α lleva dos H idénticos), por lo que no es ópticamente activo. Todos los demás aminoácidos proteicos tienen un carbono α quiral y son ópticamente activos.

45. El siguiente glúcido es: (1 puntos)

una aldohexosa. una cetohexosa. una α-furanosa. una α-piranosa.

Retroalimentación: La imagen muestra una cadena de 6 carbonos con el grupo aldehído (–CHO) en C1, lo que corresponde a una aldohexosa (hexosa con función aldehído).

46. Una muestra de hidrógeno difunde a través de la pared porosa de un recipiente con una velocidad cinco veces mayor que un gas desconocido. Calcule la masa molecular del gas desconocido. (1 puntos)

25 u 50 u 100 u 250 u

Retroalimentación: Ley de Graham: $\frac{r_{H_2}}{r_X} = \sqrt{\frac{M_X}{M_{H_2}}}$. Entonces $5 = \sqrt{M_X/2}$ → $M_X = 25 \times 2 = 50$ u.

47. La mayoría de las reacciones catalizadas heterogéneamente siguen el perfil mostrado en la gráfica. ¿Por qué la velocidad de reacción tiende a un valor constante? (1 puntos)

Porque el reactivo se han consumido en la reacción. Porque la reacción inversa se vuelve dominante. Porque el catalizador se descompone a medida que avanza la reacción. Porque los sitios activos en el catalizador tienden a estar ocupados.

Retroalimentación: En catálisis heterogénea, a altas concentraciones de reactivo todos los sitios activos de la superficie del catalizador están ocupados (saturados), de modo que la velocidad ya no puede aumentar aunque se añada más reactivo → velocidad máxima constante.

48. ¿Cuál es la lectura de la bureta mostrada en la figura? (1 puntos)

30,20 mL 30,25 mL 30,30 mL 31,75 mL

Retroalimentación: Según la imagen de la bureta, el menisco inferior del líquido se encuentra en la marca de 30,30 mL.

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