Ejercicios de Química 1

En esta entrada te mostramos unos ejercicios y sus soluciones para comprobar tu nivel en la materia de Química. Te mostramos los siguientes enlaces por si te fueran de interés:

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• ¿Cómo es un examen de Química?

PREGUNTAS TEST

1. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el modelo atómico de Bohr es correcta?
a) El modelo de Bohr describe las órbitas de los electrones como órbitas circulares alrededor del núcleo.
b) El modelo de Bohr se basa en la teoría de la relatividad.
c) El modelo de Bohr permite la existencia de electrones en cualquier posición alrededor del núcleo.

2. ¿Cuál es el principio de incertidumbre de Heisenberg?
a) La posición y velocidad de un electrón no pueden conocerse con precisión al mismo tiempo.
b) La energía y el tiempo de un electrón no pueden conocerse con precisión al mismo tiempo.
c) La posición y energía de un electrón no pueden conocerse con precisión al mismo tiempo.

3. ¿Cuál de las siguientes propiedades es característica de las sustancias con enlace iónico?
a) Baja solubilidad en agua.
b) Alta conductividad eléctrica en estado sólido.
c) Elevados puntos de fusión y ebullición.

4. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera con respecto a la relación entre la posición de un elemento en el sistema periódico y sus propiedades?
a) Los elementos de un mismo grupo tienen propiedades químicas similares.
b) Los elementos de un mismo periodo tienen propiedades químicas similares.
c) Los elementos de un mismo grupo tienen propiedades físicas similares.

5. ¿Cuál es el concepto de pH?
a) La medida de la concentración de iones hidroxilo en una solución.
b) La medida de la concentración de iones hidronio en una solución.
c) La medida de la concentración de iones hidrógeno en una solución.

Preguntas de desarrollo:

1. Explique la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) y cómo se puede utilizar para predecir la geometría molecular de las moléculas.
2. Describa el proceso de ajuste de una ecuación redox mediante el método del ion-electrón y ejemplifíquelo con la reacción entre el permanganato de potasio (KMnO4) y el ácido oxálico (H2C2O4) en medio ácido.
3. Explique el principio de Le Chatelier y cómo se aplica a los sistemas en equilibrio químico. Proporcione ejemplos que ilustren cómo diferentes factores pueden afectar el equilibrio.
4. Describa las propiedades y aplicaciones de los polímeros, tanto naturales como sintéticos, y discuta su impacto medioambiental.

Respuestas y soluciones

Parte test

1a, 2a, 3c, 4a, 5b

Parte desarrollo

1. La teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV) establece que la geometría molecular de una molécula se determina por la repulsión entre los pares de electrones de valencia que rodean al átomo central. Estos pares de electrones se disponen de manera que minimizan la repulsión entre ellos, dando lugar a la geometría molecular más estable. La TRPECV considera tanto los pares de electrones compartidos (en enlaces covalentes) como los pares no compartidos (solitarios). Por ejemplo, en una molécula de agua (H2O), el átomo central de oxígeno está unido a dos átomos de hidrógeno y tiene dos pares de electrones no compartidos. La geometría molecular que minimiza la repulsión entre estos cuatro pares de electrones es la angular, con un ángulo de aproximadamente 104,5° entre los enlaces O-H.

2. Para ajustar la ecuación redox entre el permanganato de potasio (KMnO4) y el ácido oxálico (H2C2O4) en medio ácido, primero separamos las semireacciones de oxidación y reducción:

Oxidación: H2C2O4 → 2 CO2 + 2 H^+ + 2 e^- Reducción: MnO4^- + 8 H^+ + 5 e^- → Mn^2+ + 4 H2O

A continuación, igualamos el número de electrones transferidos en ambas semireacciones:

Oxidación (multiplicada por 5): 5 H2C2O4 → 10 CO2 + 10 H^+ + 10 e^- Reducción (multiplicada por 2): 2 MnO4^- + 16 H^+ + 10 e^- → 2 Mn^2+ + 8 H2O

Sumamos las semireacciones ajustadas:

5 H2C2O4 + 2 MnO4^- + 16 H^+ → 10 CO2 + 10 H^+ + 2 Mn^2+ + 8 H2O

Simplificamos los iones H^+:

5 H2C2O4 + 2 MnO4^- + 6 H^+ → 10 CO2 + 2 Mn^2+ + 8 H2O

Esta es la ecuación redox ajustada.

3. El principio de Le Chatelier establece que cuando un sistema en equilibrio se somete a un cambio en la concentración, temperatura o presión, el sistema se desplaza en una dirección que contrarresta el cambio impuesto y se establece un nuevo equilibrio. Por ejemplo, si aumentamos la concentración de un reactivo en un sistema en equilibrio, el sistema se desplazará hacia la formación de productos para compensar el aumento de concentración. En otro ejemplo, si aumentamos la presión en un sistema en equilibrio gaseoso, el sistema se desplazará hacia la dirección que tenga menor número de moles de gas para disminuir la presión.

4. Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión de muchas unidades repetitivas llamadas monómeros. Los polímeros pueden ser de origen natural, como el ADN, la celulosa y las proteínas, o sintéticos, como el polietileno, el PVC y el nailon. Los polímeros tienen propiedades útiles como resistencia, flexibilidad, ligereza y resistencia al desgaste, lo que los hace adecuados para diversas aplicaciones, como envases, textiles, construcción y electrónica.

Sin embargo, los polímeros, especialmente los sintéticos, también presentan desafíos medioambientales. Muchos plásticos no son biodegradables, lo que significa que persisten en el medio ambiente durante largos períodos de tiempo, causando contaminación y daños a la vida silvestre. Además, la producción y eliminación de plásticos pueden liberar compuestos químicos dañinos al medio ambiente.

Para abordar estos problemas, se están desarrollando polímeros biodegradables y reciclables, así como estrategias de reciclaje y reutilización de materiales plásticos. Además, se fomenta la investigación y el desarrollo de alternativas sostenibles a los plásticos derivados del petróleo, como los bioplásticos producidos a partir de recursos renovables.