¿En un recipiente que contiene 2 mol de hidrógeno (H2) habrá la misma cantidad de moléculas que en
un recipiente que contiene 1 mol de gas metano (CH4)?
Respuestas
Respuesta:
Explicación: Cuestiones y Problemas de las Olimpiadas de Química. Volumen 1. (S. Menargues & F. Latre & A. Gómez) 1
1. CUESTIONES de MOL y LEYES PONDERALES
1.1. ¿Cuántos moles de iones se producen cuando se disuelve en agua un mol de K2
[Ni(CN)4
]?
a) 5
b) 6
c) 7
d) 3
e) 4
(O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.N. Barcelona 2001) (O.Q.L. País Vasco 2014) (O.Q.L. País Vasco 2015)
La ecuación química correspondiente a la disolución en agua del K2
[Ni(CN)4
], es:
K2
[Ni(CN)4
](aq) 2 K
+(aq) + [Ni(CN)4]
2–
(aq)
Como se observa, se producen 3 moles de iones por cada mol de K2
[Ni(CN)4
].
La respuesta correcta es la d.
(En Barcelona 2001 la sustancia es Na3
[Fe(CN)6
] y en País Vasco 2015, Fe4[Fe(CN)6]4).
1.2. El carbono natural contiene 1,11 % de C
13 . Calcule los gramos de C
13 que contienen 100 kg de metano,
CH4.
a) 8,31 · 102
b) 7,48 · 104
c) 69,2
d) 1,11 · 103
e) 0,831
(O.Q.N. Navacerrada 1996)
Considerando que la abundancia corresponde a un porcentaje en masa, la masa de C
13 contenida en una
muestra de 100 kg de CH4 es:
100 kg CH4 ·
103 g CH4
1 kg CH4
·
1 mol CH4
16,0 g CH4
·
1 mol C
1 mol CH4
·
12,0 g C
1 mol C
·
1,11 g C
13
100 g C
= 832 g C
13
La respuesta correcta es la a.
1.3. El litio natural contiene dos isótopos, Li 6
y Li 7
, con masas atómicas 6,0151 y 7,0160 cuyos porcentajes de abundancia son 7,42 y 92,58; respectivamente. La masa atómica media para el litio es:
a) 6,089
b) 7,0160
c) 6,01510
d) 6,941
e) 6,5156
(O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Castilla y León 2014)
Considerando 100 átomos de litio natural, la masa atómica media que se obtiene es:
7,42 átomos Li 6
·
6,0151 u
átomo Li 6 + 92,58 átomos Li ·
7 7,0160 u
átomo Li 7
100 átomos Li = 6,94
u
átomo
La respuesta correcta es la d.
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1.4. ¿Cuál de las siguientes cantidades de sustancia contiene mayor número de moléculas?
a) 5,0 g de CO
b) 5,0 g de CO2
c) 5,0 g de H2O
d) 5,0 g de O3
e) 5,0 g de Cl2
(O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.N. Almería 1999) (O.Q.L. Asturias 2002) (O.Q.L. Sevilla 2004) (O.Q.L. Extremadura 2005)
(O.Q.L. Asturias 2009) (O.Q.L. Castilla y León 2010) (O.Q.L. País Vasco 2013) (O.Q.L. Preselección Valencia 2015)
Posee más moléculas aquella cantidad de sustancia que tenga mayor número de moles, y como de todas
las sustancias existe la misma masa, el mayor número de moles corresponde a la sustancia con menor
masa molar:
sustancia / g mol−1
CO 28,0
CO2 44,0
H2O 18,0
O3 48,0
Cl2 71,0
La respuesta correcta es la c.
1.5. Un compuesto formado por fósforo y azufre utilizado en las cabezas de cerillas contiene 56,29 % de
P y 43,71 % de S. La masa molar correspondiente a la fórmula empírica de este compuesto es:
a) 188,1
b) 220,1
c) 93,94
d) 251,0
e) 158,1
(O.Q.N. Navacerrada 1996) (O.Q.L. Sevilla 2004)
Para conocer la masa molar del compuesto hay que calcular antes su fórmula empírica. Tomando una
base de cálculo de 100 g de compuesto X:
56,29 g P
43,71 g S
·
1 mol P
31,0 g P
·
32,1 g S
1 mol S
=
4 mol P
3 mol S
→ fórmula empírica: P4S3
La masa molar de la sustancia es:
= 4 mol P ·
31,0 mol P
1 mol P
+ 3 mol S ·
32,1 g S
1 mol S
= 220 g mol−1
La respuesta correcta es la b.
1.6. Entre las unidades utilizadas en Química, son muy conocidas:
a) El mol-gramo, que es un gramo de moléculas.
b) El peso atómico, que es la fuerza con que la gravedad terrestre atrae a los átomos.
c) La unidad de masa atómica (u), que es la doceava parte de la masa del isótopo 12 del carbono.
d) El número de Avogadro, que es la base de los logaritmos que se utilizan en los cálculos estequiométricos.
e) Ninguna de las anteriores.
(O.Q.L. Murcia 1996) (O.Q.L. País Vasco 2014)
a) Falso. El mol-gramo es la cantidad de sustancia que contiene un número de Avogadro de moléculas.
b) Falso. El peso atómico es el peso de un átomo.
c) Verdadero. La unidad de masa atómica es la doceava parte de la masa del isótopo C
12
.
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d) Falso. El número de Avogadro es el número de partículas que constituyen un mol de cualquier sustancia.
La respuesta correcta es la c.
1.7. Si 60 g de carbono se combinan con 10 g de hidrógeno para formar un hidrocarburo, la fórmula molecular de este es:
a) C5H8
b) C5H10
c) C6H10
d) C6H14
(O.Q.L. Murcia 1996) (O.Q.L. Extremadura 2017)
Relacionando las cantidades de ambos elementos se puede obtener la fórmula empírica:
10 g H
60 g C
·
1 mol H
1,0 g H
·
12,0 g C
1 mol C
= 2
mol H
mol C
→ fórmula empírica: CH2