Demre 03 Resolucion Ciencias Quimica

8/20/2019 Demre 03 Resolucion Ciencias Quimica

1/119


2/119

- 2 -

PRESENTACIÓN

En esta publicación se comentan las 80 preguntas del Modelo de Prueba de Ciencias-Química que, poreste mismo medio, fue dado a conocer a la población durante el presente año.

El objetivo de esta publicación es entregar información a los postulantes acerca de los tópicos yhabilidades cognitivas que se evalúan en cada uno de los ítemes de la prueba de Ciencias-Química.

Además del análisis de cada pregunta, se entrega una ficha de referencia curricular de cada una de ellas,explicitando el Módulo (Común o Electivo), Eje temático / Área temática y nivel educacional al cualpertenece, así como también el Objetivo Fundamental, el Contenido Mínimo Obligatorio y la habilidadcognitiva medidos, junto con la clave del ítem.

Este análisis ha sido realizado por el Comité de Ciencias del Departamento de Evaluación, Medición yRegistro Educacional (DEMRE), dependiente de la Vicerrectoría de Asuntos Académicos de la Universidadde Chile, con la participación de destacados académicos universitarios miembros de las ComisionesConstructoras de Preguntas del DEMRE de cada área de las Ciencias.

Registro de Propiedad Intelectual N° 244208 – 2014Universidad de Chile

Derechos reservados ©. Prohibida su reproducción total o parcial


3/119

- 3 -

ANÁLISIS DE PREGUNTAS DEMODELO CIENCIAS - QUÍMICA

PREGUNTA 1 (Módulo Común)

¿Cuál opción relaciona correctamente al número cuántico con la orientación espacial, la forma y laenergía de un orbital atómico?

Orientaciónespacial

Forma Energía

A) l m n

B) l n m

C) m n l

D) n l m

E) m l n

{FICHA DE REFERENCIA CURRICULAR}Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Comprender el comportamiento de los electrones en el átomo en base aprincipios (nociones) del modelo mecano – cuántico.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción básica de la cuantización de la energía, organización ycomportamiento de los electrones de un átomo, utilizando los cuatro números cuánticos (principal,secundario, magnético y espín). Habilidad: Comprensión Clave: E

COMENTARIO

Para responder esta pregunta los postulantes deben comprender el significado de los númeroscuánticos y relacionarlos con su simbología.Los números cuánticos describen los orbitales y la ubicación del electrón en un átomo. Fueron

introducidos por la mecánica cuántica, sin embargo, en el modelo de Bohr se introdujo el primernúmero cuántico, denominado número cuántico principal simboliado por n.

!l número cuántco !rnc!"#, simboliado por n, representa los ni"eles de energía del átomo, ytoma "alores enteros positi"os desde # a infinito. !ste número, además, está relacionado con eltama$o de un orbital y por tanto del átomo, como asimismo, con la energía de los orbitales y por endede los electrones %ue alberga dicho orbital.

!l número cuántco $ecun%"ro o de momento angular o aimutal, simboliado por llll, estárelacionado con el tipo de orbital& s ' sharp& agudo(, p (principal & principal ), d 'diffuse& difuso ) yf ' fundamental & fundamental(. !ste número toma "alores %ue "an desde ) hasta 'n * #(. !n formageneral, el "alor de l se relaciona con el tipo de orbital de la siguiente manera&

!l tercer número cuántico llamado número cuántco m"&n'tco se simbolia por m o mllll, serelaciona con la orientación espacial del orbital, toma "alores enteros desde +l hasta l, incluyendoel cero.

-alor de l ) # /

0ipo deorbital

s p d f


4/119

- 4 -

Las distribuciones espaciales encontradas para los orbitales s, p, d y f, son&

Or(t"# $& es un orbital %ue tiene forma esf1rica y aumenta de tama$o conforme aumenta el ni"el deenergía 'n(.

Or(t"# !& e2isten tres tipos de orbitales p %ue se ubican en tres posiciones coincidentes con los ejesde un plano tridimensional, 2, y, . 3us formas dependen del ni"el en %ue se encuentre el orbital. Porejemplo, los orbitales p del ni"el , presentan la forma de dos lóbulos conc1ntricos ubicados en lostres ejes de un plano tridimensional, se simbolian como& p2, py, p, tal como se muestra en lasiguiente figura&

Or(t"# %) e2isten 4 tipos, cuatro formados por cuatro lóbulos conc1ntricos %ue se ubican en cuatroposiciones diferentes en un plano tridimensional y uno %ue corresponde a dos lóbulos conc1ntricosrodeados de un anillo en el punto de unión de los lóbulos, por con"ención, ubicado en el eje .

Or(t"# * & e2isten siete tipos, cuyas formas son más complejas %ue la de los orbitales d.

!l número cuántco %e e$!+n, simboliado por $, está relacionado con el momento angular delelectrón, sin embargo, en t1rminos más didácticos se dice %ue está relacionado con el giro delelectrón sobre sí mismo.

5e acuerdo a todo lo anterior, la opción %ue relaciona correctamente la orientación, forma yenergía de los orbitales con la simbología de cada número cuántico es !(.

1s 2s 3s


5/119

- 5 -


En la figura se representan las posibles transiciones espectrales para un átomo X, desde n = 1 a n = 5.

Al respecto, ¿cuál de las siguientes transiciones emite más energía?

A) Desde n = 1 a n = 5B) Desde n = 5 a n = 2

C) Desde n = 3 a n = 1D) Desde n = 3 a n = 2E) Desde n = 1 a n = 3

{FICHA DE REFERENCIA CURRICULAR}

Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Comprender el comportamiento de los electrones en el átomo en base aprincipios (nociones) del modelo mecano – cuántico.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción básica de la cuantización de la energía, organización ycomportamiento de los electrones de un átomo, utilizando los cuatro números cuánticos (principal,secundario, magnético y espín).

Habilidad: ComprensiónClave: C

COMENTARIO

Para responder esta pregunta, se debe recordar el concepto de espectro y comprender la forma

en que los electrones se transfieren de un nivel a otro en el átomo, emitiendo o absorbiendo energía,

de acuerdo a los postulados del modelo atómico de Bohr.

Un espectro es la distribución de la energía radiante en diversas longitudes de onda. La figura de

la pregunta representa los niveles de energía de un átomo, segn el modelo atómico de Bohr, el cualplantea que a menor n más ba!a es la energía y más estable es el átomo, de tal forma que para n " #

se tiene la menor energía $estado basal%. Las flechas de la figura, representan diferentes transiciones

electrónicas entre estados de energía permitidos, segn el &odelo de Bohr.

'e acuerdo a uno de los postulados de Bohr, un átomo emite energía cuando un electrón pasa de

un nivel de mayor energía a otro de menor energía y por el contrario, cuando un átomo pasa de un

nivel de menor energía a uno de mayor energía, debe absorber la diferencia de energía entre los

niveles.

La pregunta hace referencia a cuál de las opciones implica una mayor emisión de energía, por lo

tanto, la transición electrónica debería ser desde un nivel de mayor energía a otro de menor energía.

4

1

2

3

5 Número cuánticoprincipal


6/119


7/119

- 7 -

a los electrones, por lo que son responsables de la masa del &tomo al que pertenecen. (a suma de

protones y neutrones de un &tomo, se conoce como nmero m&sico *A).

(os electrones son las entidades negativas del &tomo y se encuentran girando alrededor del

ncleo, en niveles de energía deinidos. En &tomos neutros el nmero de electrones y de protones es

igual. (as representaciones o simbologías cl&sicas de un &tomo neutro y de iones, son'

Donde'

' corresponde al símbolo del elemento.

A' corresponde al nmero m&sico *suma de protones y neutrones).

+' representa al nmero atómico *protones).

n y m' corresponden a nmeros enteros.

/especto a la pregunta, se debe tener claro el concepto de isótono, esta palabra hace reerencia a

&tomos que presentan igual nmero de neutrones.

(as representaciones corresponden a un anión $012 y a un &tomo neutro, 34

$5. El primero, $01

2,

presenta A " $0 de esto se deduce que la suma de protones y neutrones es $0 y la carga es 12, es

decir, tiene 1 electrones e6tras. En el segundo, 34$5

, A " $5 y + " 4, por lo tanto, 3 tiene 4 protones, 4

electrones y 4 neutrones. El que sean isótonos implica que el &tomo de tiene igual nmero de

neutrones que 3, por lo tanto tiene 4 neutrones. 7i al nmero m&sico de *A " $0), se le restan los 4

neutrones, se obtiene el nmero de protones *+), que es 8. Esto signiica que el &tomo neutro de

tiene 8 electrones, si a esto le sumamos los 1 electrones de la carga, resulta que el ion 12 tiene un

total de 9 electrones, con lo que se puede escribir su coniguración electrónica que corresponde a'

$s11s11p0, siendo E) la opción correcta.

PREGUNTA 4 (Módulo Electivo)

Respecto a los elementos representados por la configuración electrónica de sus átomos, ¿cuál opción losclasifica correctamente?

{FICHA DE REFERENCIA CURRICULAR}Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos. Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de la configuración electrónica de diversos átomos paraexplicar sus diferentes ubicaciones en la tabla periódica, su radio atómico, su energía de ionización, suelectroafinidad y su electronegatividad.Habilidad: ComprensiónClave: B

[Kr]4d65s

2 [Ar]3d

104s

24p

3

A) Representativo RepresentativoB) Transición Representativo

C) Transición interna Transición

D) Transición Transición

E) Representativo Transición interna

XZ An-

XZ A m+ XZ A

átomo neutro

iones


8/119

- 8 -

COMENTARIO

%ara responder esta pregunta es necesario que el postulante relacione la coniguración electrónica

dada con la clasiicación de los elementos químicos en el sistema periódico.

En el sistema periódico los elementos químicos se ordenan en grupos y períodos. (os grupos *$4)

son las ordenaciones verticales de los elementos segn sus propiedades químicas similares. (os

períodos *8), son las ordenaciones hori-ontales de los elementos y coinciden con los niveles de

energía que tienen los &tomos ubicados en cada uno de ellos. Al reali-ar un estudio de las coniguraciones electrónicas de los elementos presentes en cada

grupo, se observa que ellos presentan una coniguración electrónica de la capa m&s e6terna, en

estado basal, coincidente en cuanto a los orbitales y nmero de electrones, de tal orma que se

pueden agrupar de acuerdo a este criterio y clasiicar en' elementos representativos, elementos de

transición, elementos de transición interna y gases nobles o inertes. (a siguiente igura muestra la

ubicación de los elementos de acuerdo a esta clasiicación.

$ 1 # : 0 5 8 4 9 $; $$ $1 $# $: $0 $5 $8 $4

$

1

#

:

0

5


9/119

- 9 -


Con respecto al átomo de un elemento X (Z = 5) y al átomo del elemento Y (Z = 13), es correcto afirmar que

A) ambos elementos son metálicos.B) la electronegatividad del elemento X es mayor que la del elemento Y.C) el elemento Y tiene una electroafinidad positiva.

D) el elemento Y tiene un radio atómico menor que el elemento X.E) ambos elementos están en el tercer período del sistema periódico.


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos. Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de la configuración electrónica de diversos átomos paraexplicar sus diferentes ubicaciones en la tabla periódica, su radio atómico, su energía de ionización, suelectroafinidad y su electronegatividad. Habilidad: ComprensiónClave: B

COMENTARIO

Para responder esta pregunta el postulante debe comprender las "ariaciones de las propiedadesperiódicas en función del número atómico ;.

6na alternati"a para desarrollar esta pregunta, es escribir las configuraciones electrónicas de losátomos < e K, para determinar el grupo y el período al cual pertenecen ambos elementos.Posteriormente, se ubican en el sistema periódico y se comparan en relación a las tendencias de las "ariaciones de las propiedades periódicas conocidas.

< '; 7 4(& #s,$,,!1

K '; 7 #/(& #ssp@$,!1

9l mirar ambas configuraciones, se concluye %ue < e K pertenecen a un mismo grupo, ya %ue susconfiguraciones de la capa más e2terna tienen igual número de electrones en los mismos tipos deorbitales, nsnp#, por lo %ue ambos elementos pertenecen al grupo #/ o 9 del sistema periódico.5ifieren en el períodoM < pertenece al período e K al período /, por lo %ue se descarta la opción !(.

!n la siguiente tabla se muestra la ubicación de los elementos %uímicos según sus característicasmetálicas, metaloides y no metálicas. Por otro lado, se resumen las tendencias generales de algunaspropiedades periódicas de los elementos, en el sentido del aumento 'flecha(, en grupos y períodosdel sistema periódico. Luego, de acuerdo a la configuración de < e K, se les ubica en la tabla.


10/119


11/119

- 11 -


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de la configuración electrónica de diversos átomos para

explicar sus diferentes ubicaciones en la tabla periódica, su radio atómico, su energía de ionización, suelectroafinidad y su electronegatividad. Habilidad: ComprensiónClave: C

COMENTARIO

Para responder esta pregunta, el postulante debe conocer y comprender las estructuras o fórmulasde LeNis para el átomo de un elemento %ue se simbolia por


12/119

- 12 -

Por otro lado, ya %ue a < le falta solo un electrón para ad%uirir la configuración de gas noble, 1steátomo forma aniones con carga +#, por tanto la opción !( tambi1n es correcta. 9demás, si se obser"ala tabla %ue aparece en los comentarios de la Pregunta C, se puede concluir %ue < se clasifica comoun elemento representati"o, siendo la opción 5( correcta.

Finalmente, sabiendo %ue para conocer el número atómico se re%uiere conocer el número deprotones del átomo, lo %ue no aparece en el enunciado, se concluye %ue la única información %ue no

se puede determinar con solo la estructura de LeNis es el número atómico, por lo %ue la opción :(, esla respuesta a la pregunta.


En la figura se representa un átomo neutro.

Solo con esta información, ¿cuál de las siguientes características del elemento al que pertenece este átomoNO se puede deducir?

A) Su número atómicoB) Su número másicoC) Si es metal o no metalD) Su ubicación en el sistema periódicoE) El tipo de enlace que formará con hidrógeno


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de la configuración electrónica de diversos átomos paraexplicar sus diferentes ubicaciones en la tabla periódica, su radio atómico, su energía de ionización, suelectroafinidad y su electronegatividad.Habilidad: Análisis, síntesis y evaluaciónClave: B

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario %ue el postulante analice la estructura atómica %ue

representa la figura, la cual está basada en el 8odelo atómico de Bohr, %ue propone la e2istencia deni"eles de energía cuantiados en donde giran los electrones sin perder ni ganar energía. 9 parte deesto, debe considerar la e2istencia del núcleo en donde se encuentran los protones y neutrones, %ueen conjunto representan el número másico del átomo. 9simismo, debe recordar %ue en un átomoneutro el número de protones y de electrones es igual.


13/119

- 13 -

. , C 7 @⇒ Gru!o 13 o ?I A

. ⇒ , Per+o%o

9l analiar la figura,

se puede deducir %ue&

• 9l representar a un átomo neutro %ue tiene ? electrones, el átomo debe tener ? protones, por lotanto su número atómico es ? 'opción 9(.

• Por otro lado, conociendo el número de electrones se puede escribir su configuraciónelectrónica desde donde se determina su ubicación en el sistema periódico 'opción 5(. 9 tra"1sde la configuración de la capa más e2terna, en donde se encuentran los electrones de "alencia,se determina el grupo y el período al %ue pertenece el elemento. Para este átomo con ?electrones en total, la configuración electrónica es&

#s spC

:onociendo su ubicación en el sistema periódico, en el O período del grupo #@ o - 9, se puedeconcluir %ue es un no metal 'opción :(, por lo %ue, con hidrógeno se unirá a tra"1s de un enlaceco"alente 'opción !(.

5el análisis anterior, se concluye %ue de las cinco opciones, la única %ue no se puede determinara partir del es%uema es la masa atómica, puesto %ue si bien se conoce el número de protones, no seconoce el número de neutrones. 3iendo, entonces, la opción B( la respuesta a la pregunta.


Las energías de ionización (E. I.), en kJ/mol, de los átomos de dos elementos, X e Y, son las siguientes:

E. I.Elementos

X Y

1ª 737 520

2ª 1450 7297

3ª 7732 11810

De acuerdo con estos datos, ¿cuáles son los iones que formarán con mayor facilidad estos átomos?

A) X+ e Y

2+

B) X2+

e Y+

C) X2+

e Y2+

D) X

3+ e Y

2+

E) X3+

e Y3+

, n;e#e$ %e ener&+":

con 5 e#ectrone$ en

tot"#

Núc#eo


14/119

- 14 -


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos.

Contenido Mínimo Obligatorio: Explicación del comportamiento de los átomos y moléculas al unirse porenlaces iónicos, covalentes y de coordinación para formar compuestos comunes como los producidos enla industria y en la minería, y los que son importantes en la composición de los seres vivos.Habilidad: Análisis, síntesis y evaluaciónClave: B

COMENTARIO

La energía de ioniación es la energía mínima necesaria para sacar un electrón desde el estadobasal de un átomo o ion en estado gaseoso. 8ientras más pe%ue$o es el átomo las energías deioniación son mayores, debido a la mayor atracción %ue ejerce el núcleo sobre los electrones. 9simismo, al sacar electrones sucesi"os, las energías de ioniación tambi1n "an aumentando, debidoa %ue el ion se hace cada "e más positi"o y la atracción desde el núcleo aumenta. Por otro lado, se ha

obser"ado un gran aumento en la magnitud de la energía de ioniación cuando se sacan electronesde capas más internas, esto es de su centro de gas noble, tambi1n se debe a la mayor cercanía de losorbitales al núcleo, este salto se puede tomar como la barrera en la formación de iones establesQpara un átomo en particular.

!n forma general&

8 'g( 8 'g( e 'Primer potencial de ioniación, !..#(

8 'g( 8 'g( e '3egundo potencial de ioniación, !..(

5e tal forma %ue !..# R !...

9l analiar los datos de la tabla, se obser"a %ue para sacar un segundo electrón a < se necesita

apro2imadamente el doble de energía y, luego, para retirar un tercer electrón esta energía aumentamás de 4 "eces, lo %ue estaría indicando %ue en este átomo es más fácilQ sacar electrones %ue /,por lo %ue probablemente se formará el ion


15/119

- 15 -

H3CO

H H

O

H


En la siguiente figura se representan tres moléculas diferentes, designadas como X, Y y Z

X Y Z

Al respecto, ¿cuál de las siguientes opciones NO corresponde a una interacción por puente de hidrógeno?

A) X con XB) X con YC) X con ZD) Y con ZE) Z con Z


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos.Contenido: Explicación del comportamiento de los átomos y moléculas al unirse por enlaces iónicos,covalentes y de coordinación para formar compuestos comunes como los producidos en la industria y enla minería, y los que son importantes en la composición de los seres vivos. Habilidad: Comprensión Clave: E

COMENTARIO

Para responder esta pregunta el postulante debe comprender la formación de interacciones por

puente de hidrógeno y poder relacionarla con las estructuras dadas.La interacción por puente de hidrógeno corresponde a un tipo de interacción intermolecular %ue

se produce entre mol1culas polares %ue están formadas por hidrógeno y un átomo altamenteelectronegati"o como flúor, nitrógeno, o2ígeno y en algunos casos cloro o aufre. La interacción porpuente de hidrógeno se produce entre el átomo de hidrógeno de una mol1cula y el átomoelectronegati"o de otra mol1cula. !ste tipo de interacción puede darse entre mol1culas iguales odiferentes, solo deben cumplir con las condiciones antes mencionadas. !sta propiedad estádirectamente relacionada, por ejemplo, con la solubilidad entre lí%uidos o entre sólidos co"alentes ylí%uidos.

3e debe recordar %ue la electronegati"idad es una propiedad de los átomos relacionada con sucapacidad de atraer los electrones del enlace hacia sí.

5ado lo anterior, se deben estudiar las estructuras de las mol1culas dadas en cuanto a sucomposición atómica y sus polaridades, con el fin de establecer si formarán puentes de hidrógeno.

:omo no se entregan los datos de electronegati"idad de cada elemento presente en las mol1culas,1stas se pueden estimar de acuerdo a la ubicación de los elementos en el sistema periódico,conociendo las tendencias de aumento de la electronegati"idad en grupos y períodos. !n formageneral&

H3C

O

CH3

Gru!o$

P e r + o % o $

!lectronegati"idad


16/119

- 16 -

En la siguiente tabla se discute cada molécula en cuanto a su polaridad y se dan los valores de

electronegatividad de cada átomo, corroborando lo que se puede deducir de su ubicación en el

sistema periódico.

Molécula Discusión

X

En esta molécula se observa que el enlace oxígeno e hidrógeno presenta unaevidente polaridad. En el oxígeno, átomo altamente electronegativo, se genera una

densidad de carga negativa (δδδδ – ) y en el una densidad de carga positiva ( δδδδ+). En los

enlaces !", si bien existe polaridad, ésta es más ba#a.

$e concluye que esta molécula, %ormará puentes de hidrógeno, entre los átomos de

, unidos al &, de una molécula y los átomos de & de otra molécula, igual o que

cumpla con las características necesarias para %ormar el puente de hidrógeno.

Y

En la molécula presentada, se observa claramente la polaridad de los enlaces entre

hidrógeno y oxígeno. 'or lo tanto, esta molécula presenta interacciones por puente

de hidrógeno entre los átomos de de una molécula y los átomos de & de otra igual

o que cumpla con las características necesarias para %ormar el puente de

hidrógeno,tal como se muestra en la siguiente %igura

Z

En esta molécula, se puede apreciar que existe densidad de carga negativa en el

átomo de oxígeno, siendo una molécula con cierta polaridad, sin embargo, en la

ona de los grupos metilos, los átomos de hidrógeno son poco reactivos, por lo que

no %orman puentes de hidrógeno. 'or tanto, esta molécula no %ormará puentes de

hidrógeno con otra igual, pero sí con una molécula di%erente, altamente polar que

presente hidrógeno, como las moléculas denominadas * e + de la pregunta.

e lo anterior, se deduce que en las combinaciones de moléculas, *, + y -, presentadas en lasopciones ), /), !) y ), se pueden producir interacciones por puente de hidrógeno, no así en la

opción E), puesto que a pesar que - es una molécula polar no cuenta con átomos de hidrógeno lábiles

que puedan generar puentes de hidrógeno con otra molécula -, si lo puede hacer con otras moléculas

polares que cumplan todos los requisitos para %ormar puentes de hidrógeno, como las moléculas

denominadas * e + de la pregunta. 'or lo tanto, la opción correcta es E), - con - no pueden %ormar

puentes de hidrógeno.

3,52,5 2,1

δδδδ –

δδδδ+

&

3,5

2,1 2 1

δδδδ+δδδδ

+

δδδδ –

&

&

!0

&

!0

&

0!

&

!0

δδδδ –

δδδδ+δδδδ

+

3,52,5 2,5

0!

&

δδδδ+


17/119

- 17 -


Un elemento X, que tiene un potencial de ionización muy bajo y otro elemento Y, que posee una altaelectroafinidad, pueden formar entre sí, un compuesto cuyo enlace es

A) covalente coordinado.

B) iónico.C) covalente polar.D) covalente apolar.E) metálico.


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos.Contenido Mínimo Obligatorio: Explicación del comportamiento de los átomos y moléculas al unirse porenlaces iónicos, covalentes y de coordinación para formar compuestos comunes como los producidos enla industria y en la minería, y los que son importantes en la composición de los seres vivos.

Habilidad: Comprensión Clave: B

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario %ue el postulante relacione las propiedades periódicasde los elementos con el tipo de enlace %ue presentan al formar compuestos.

Las propiedades periódicas son características físicas o energ1ticas de los átomos %ue siguen unadeterminada tendencia, de aumento o disminución, en grupos y períodos del sistema periódico. !lpotencial de ioniación es la energía necesaria para e2traerQ un electrón de un átomo o ion gaseoso,en su estado electrónico basal. !n un grupo, a medida %ue aumenta el número atómico el potencialde ioniación disminuye, puesto %ue al aumentar el número de ni"eles de energía aumenta el tama$o

del átomo, además, la carga nuclear efecti"a sobre los electrones más e2ternos es menor por lo %uese hace más fácil sacar estos electrones formando cationes 'iones positi"os(. :ontrariamente, en unperíodo, se conser"an los ni"eles de energía de los átomos %ue lo componen, sin embargo, alaumentar el número atómico aumenta la cantidad de electrones, produciendo una contracción delátomo, disminuyendo su tama$o. !sto hace %ue el potencial de ioniación en un período aumente amedida %ue aumenta el número atómico.

:on respecto a la electroafinidad, esta se define como la energía liberada cuando un átomo aceptaelectrones. :onsiderando este proceso como e2ergónico y tomando en cuenta las con"encionestermodinámicas, las electroafinidades se presentan como "alores negati"os. !n un grupo, laelectroafinidad disminuye, se hace más positi"a, a medida %ue aumenta el número atómico, puesto%ue al ser de mayor tama$o el átomo tiende a ceder con mayor facilidad sus electrones más e2ternosformando cationes, siendo por ende, más difícil aceptar electrones. !n un período, la electroafinidadaumenta a medida %ue aumenta el número atómico, ya %ue los átomos al hacerse más pe%ue$os,

aceptan con mayor facilidad electrones formando aniones 'iones negati"os(. !n forma general, sepueden resumir el aumento del potencial de ioniación y de la electroafinidad, en grupos y períodosdel sistema periódico, de la siguiente forma&

Gru!o$

P e r + o % o $

Potenc"# %eon


18/119

- 18 -

5ado lo anterior, si un átomo del elemento < tiene un potencial de ioniación muy bajo, lo másprobable es %ue forme cationes. Por otra parte, si un átomo del elemento K tiene una electroafinidadmuy alta, significa %ue formará aniones. Por lo tanto, lo más probable es %ue < e K se enlacen a tra"1sde enlace iónico, unión %ue se establece por atracción electrostática entre un catión y un anión paraformar compuestos. !ntonces, la opción correcta a esta pregunta es B(.


¿Cuál de las siguientes moléculas es apolar?

NO2

Cl

Cl

C C

H

H

F

CH3

F

C C

HH

F

Cl

Cl

CH3

B)

C)

E)

A)

D)


19/119

- 19 -


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos.Contenido Mínimo Obligatorio: Explicación del comportamiento de los átomos y moléculas al unirse por

enlaces iónicos, covalentes y de coordinación para formar compuestos comunes como los producidos enla industria y en la minería, y los que son importantes en la composición de los seres vivos.Habilidad: Aplicación Clave: B

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario %ue el postulante comprenda el concepto de polaridad ylo pueda aplicar a una determinada mol1cula. 9 continuación, se discute cada una de las mol1culas %ue aparecen en las opciones de la pregunta

para determinar cuál es apolar. La flecha indica el sentido de la polaridad del enlace, esto significa%ue los electrones de enlace se estarían mo"iendo en esa dirección dejando parcialmente negati"o'δδδδ B ( al átomo hacia donde se acercan y positi"o 'δδδδ( desde donde se alejan.

O!c9n Mo#'cu#" D$cu$9n

T>

!sta mol1cula corresponde al nitrobenceno. 3e sabe %ue el benceno es una

mol1cula apolar, sin embargo, al estar uno de sus hidrógenos sustituido con

el grupo nitro, 1ste genera un momento dipolar 'µ U )( %ue la transforma en

una mol1cula polar.

: :

:l

:lS

S

3abiendo %ue el cloro es un átomo más electronegati"o %ue el carbono, se

puede deducir %ue en el enlace :*:l, se genera un momento dipolar, %ue

desplaa la nube electrónica hacia el cloro. !n el caso del enlace :*S, elcarbono es le"emente más electronegati"o %ue el hidrógeno, por lo %ue se

genera un pe%ue$o momento dipolar en dirección al carbono. 9 pesar de la

presencia de estos enlaces polares, la mol1cula es apolar, ya %ue debido a

la simetría de su estructura, los momentos dipolares se anulan.

F

:S/

!n esta mol1cula el átomo de flúor es el más electronegati"o, por lo %ue

genera un fuerte momento dipolar %ue se traduce en una densidad de carga

negati"a sobre 1l, promo"iendo el carácter polar de la mol1cula.

: :

S

FF

S

3iendo el átomo de flúor el más electronegati"o, como en todas las

mol1culas en %ue se encuentra, genera una densidad de carga negati"a

sobre 1l, dejando una densidad de carga positi"a, en este caso, sobre los

hidrógenos, formando una mol1cula polar.

B(

:(

9(

5(

µ U )

δδδδ B

δδδδ

δδδδ

δδδδ B

δδδδ

δδδδ

δδδδ B

δδδδ B

δδδδ B

δδδδ B

δδδδ

δδδδ


20/119

- 20 -

O O O O

O

O

O O O

O O

O

O O

O

:l

:lS/:

5ebido a la alta electronegati"idad de los átomos de cloro, sobre ellos se

genera una densidad de carga negati"a, lo %ue se traduce en %ue la

mol1cula ad%uiera polaridad.

5ado lo anterior, se concluye %ue la única mol1cula apolar de las opciones es la representada en B(, siendo1sta la opción correcta.

PREGUNTA 1, (Módulo Electivo)

¿Cuál es la estructura de Lewis para el ozono (O3)?


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómica

Nivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos.Contenido Mínimo Obligatorio: Explicación del comportamiento de los átomos y moléculas al unirse porenlaces iónicos, covalentes y de coordinación para formar compuestos comunes como los producidos enla industria y en la minería, y los que son importantes en la composición de los seres vivos.Habilidad: AplicaciónClave: E

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario aplicar las reglas básicas de representación demol1culas mediante estructuras de LeNis, tal como se e2plicó en la pregunta @. !n este caso, el átomode o2ígeno '>( se encuentra rodeado de los electrones del último ni"el de energía, los cuales se

obtienen a partir de su configuración electrónica, de la siguiente manera&

> #s s pC el o2ígeno posee @ electrones de "alencia

!s importante recordar %ue para formar una mol1cula 'en este caso oono(, los electrones de lacapa más e2terna se combinan de manera tal %ue cada átomo debe %uedar rodeado de ? electrones,tal como lo enuncia la regla del octeto. :onsiderando esto, cada átomo de o2ígeno debe estarrodeado por @ electrones de "alencia, al ser / átomos se debe reordenar un total de #? electrones,por tanto, las opciones 9( y B( %uedarían e2cluidas ya %ue poseen ) electrones distribuidos entre los/ átomos de o2ígeno. Las opciones :(, 5( y !( tienen un total de #? electrones. !n el caso de laestructura :(, se obser"a %ue no todos los átomos cumplen con la regla del octeto&

!(

δδδδ-

δδδδ B δδδδ

A) B)

D)

E)

C)


21/119

- 21 -

O O O

O O

O

O O

O

O O

O

O O

OO O

OO O

O

En la estructura D), ninguno de los tres átomos de oxígeno cumple con la ley del octeto, cada uno deestos átomos está rodeado por 10 electrones, por lo tanto la estructura es incorrecta.

Para la opción E), la representación de Lewis corresponde a una estructura en donde cada átomode oxígeno está rodeado de electrones, por lo tanto esta estructura cumple con la regla del octeto!

De acuerdo a lo anterior, la opción correcta es E).


¿Cuál de los siguientes compuestos presenta el mayor número de estructuras resonantes?

A) Ozono (O3)B) Ácido nítrico (HNO3)C) Ácido ciánico (HOCN)D) Nitrometano (CH3NO2)E) Benceno (C6H6)


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: I MedioObjetivo Fundamental: Relacionar la estructura electrónica de los átomos con su ordenamiento en latabla periódica, sus propiedades físicas y químicas y su capacidad de interacción con otros átomos.Contenido Mínimo Obligatorio: Explicación del comportamiento de los átomos y moléculas al unirse porenlaces iónicos, covalentes y de coordinación para formar compuestos comunes como los producidos enla industria y en la minería, y los que son importantes en la composición de los seres vivos.Habilidad: Análisis, síntesis y evaluaciónClave: C

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario anali"ar el concepto de resonancia en las estructurasde Lewis para cada una de las mol#culas de los compuestos de las opciones. La resonancia se producecuando dos o más estructuras de Lewis son acepta$les, siendo la estructura %erdadera el &í$rido deresonancia 'ue se produce de estas estructuras, #stas de$en tener el mismo es'ueleto y la mismacontri$ución a la estructura del &í$rido (&ay algunas excepciones) y de$en di*erir en la distri$ución deelectrones dentro de la estructura.

El átomo de oxígenode la i"'uierda nocumple con el octeto


22/119

- 22 -

El ozono, opción A), presenta dos estructuras resonantes:

La flecha indica que ambas estructuras moleculares son equivalentes, o sea, que son resonantes.El ácido nítrico, opción ), presenta dos estructuras resonantes:

El ácido ciánico, opción !), presenta tres estructuras resonantes:

El nitrometano, opción "), presenta dos estructuras resonantes:

El benceno, opción E), presenta dos estructuras resonantes:

"e lo anterior se conclu#e que, de los compuestos mencionados, el que presenta ma#or n$merode estructuras resonantes es el de la opción !).


¿En cuál de las siguientes reacciones nucleares se produce emisión de radiaciones alfa?

A) U Th90

234

92

238

+ He2

4

B) H + H12

He23

1

2 + n

0

1

C) Rb + e-10 Kr36

83

37

83

D) Pu Am + e-10

241

94

241

E) Be + He24

C612

4

8

O O O O O O

% & '

&

&

% & '

&

&

%(! '

&

&

%(! '

&

&

% & ! ' % & ! ')*)+

% & ! '


23/119

- 23 -


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: IV MedioObjetivo Fundamental: Comprender los fundamentos relacionados con la radiactividad natural,distinguiendo los procesos de fisión y fusión nuclear.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de los procesos de decaimiento radiactivo, fisión y fusión

nuclear y su utilización en la generación de energía y en aplicaciones tecnológicas en los ámbitos de lasalud y la alimentación.Habilidad: ReconocimientoClave: A

COMENTARIO

ara responder esta pre-unta es necesario recordar las características de una reacción nuclear, delos tipos de radiación # los conceptos de emisión # absorción.

La si-uiente tabla resume las principales características de tres de las radiaciones más comunes #sus simbolo-ías:

Las radiaciones -eneradas por un elemento radiactivo se caracterizan por sus masas relativas # sucomportamiento frente a un campo elctrico. En la si-uiente fi-ura se muestra el comportamiento delos tres tipos de radiación descritos en la tabla anterior, frente a un campo elctrico, lo cual corroborala car-a que tiene cada una de stas radiaciones:

En cuanto a las reacciones nucleares, estas pueden ser de emisión o de absorción. /na reacciónde emisión puede ocurrir cuando un n$cleo de un elemento inestable es bombardeado con unapartícula, -enerando la transmutación del elemento # el desprendimiento o emisión de radiación quepuede ser al-una de las descritas en la tabla anterior.

/na reacción nuclear se puede e0presar a travs de una ecuación, en la cual se anotan losreactantes # productos. La ecuación está correctamente escrita o equilibrada, si la suma de las masasatómicas 1ΣΣΣΣ A) # la suma de los n$meros atómicos 1ΣΣΣΣ2) en los reactantes, es i-ual a la suma de estosmismos parámetros en las especies de los productos.

Radiación Características

Alfa!orresponde a un n$cleo de helio, tiene car-a positiva, se simboliza como

%e3 o α

Beta 4on electrones, tienen car-a ne-ativa, se simboliza como β– o

Gamma Es radiación electroma-ntica, no tiene car-a ni masa, se simboliza por γ

ββββγ γγ γαααα

!ámara de plomo conmuestra radiactiva

+ –

,antalla luminiscente

!ampoel.ctrico


24/119

- 24 -

Ejemplo:

Si se considera la ecuación de la opción A):

U92238

Th90234 + e2

4

Reactante Productos

ΣΣΣΣZ ΣΣΣΣ A ΣΣΣΣZ ΣΣΣΣ A

92 238 90 + 2 ! 92 234 + 4 ! 238

"a ecuación es#$ e%uili&rada' (a %ue las sumas de ( A' son i*uales en produc#os ( reac#an#esEn es#a reacción se o&ser,a %ue el uranio se #rans-orma en #orio ( emi#e e

4 ' %ue como puedecorro&orarse en la #a&la corresponde a una par#.cula α /al-a) Siendo la opción A)' la respues#acorrec#a a la pre*un#a

or lo an#eriormen#e e1pues#o' en el caso de la opción ) se produce una emisión de neu#rones enla ecuación de la opción ) se es#$ produciendo un &om&ardeo con elec#rones o radiación β−' en la

opción 5) se produce una emisión de elec#rones o radiación β−

( en la opción E) un &om&ardeo cone2

4 o radiación α


¿Cuál opción indica correctamente la vida media y la masa inicial de I53131 si después de 24 días quedan

10 mg del radioisótopo?

Vida media(días)

Masa inicial de I53131

(mg)

) 4 20) 6 60) 8 40) 12 20) 24 20


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Estructura atómicaNivel: IV MedioObjetivo Fundamental: Comprender los fundamentos relacionados con la radiactividad natural,distinguiendo los procesos de fisión y fusión nuclear.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de los procesos de decaimiento radiactivo, fisión y fusión

nuclear y su utilización en la generación de energía y en aplicaciones tecnológicas en los ámbitos de lasalud y la alimentación.Habilidad: AplicaciónClave: E

COMENTARIO

ara responder es#a pre*un#a' el pos#ulan#e de&e aplicar el concep#o de ,ida media "a ,idamedia se de-ine como el #iempo necesario para %ue una masa dada de un elemen#o radiac#i,odisminu(a e1ac#amen#e a la mi#ad


25/119

- 25 -

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

H2C CH CH CH CH CH2

H

H

H

H

H

H

Gráficamente, el decaimiento radiactivo de un elemento se representa por:

En la siguiente tabla se resume lo que quedaría de la muestra al aplicar el concepto de vida media acada una de las opciones de respuesta:

De lo anterior se concluye que la opción correcta es la E).


Dadas las siguientes estructuras:

¿Cuál(es) de ellas tiene(n) fórmula empírica CH2?

A) Solo I

B) Solo IIC) Solo IIID) Solo I y IIE) Solo II y III

Opción Vida media

(días)

Masa inicial de 53

131

(mg)Desarrll

) ! "# l cabo de "! días quedarán #,$%"& mg

') ( (# l cabo de "! días quedarán $,& mg

*) + !# l cabo de "! días quedarán & mg

D) %" "# l cabo de "! días quedarán & mg E) "! "# l cabo de "! días quedarán %# mg

I) II) III)

,asa

-u.a)

iempo -u.a)


26/119

- 26 -


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química OrgánicaNivel: II MedioObjetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.

Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de las propiedades específicas del carbono que le permitenla formación de una amplia variedad de moléculas.Habilidad: ComprensiónClave: C

COMENTARIO

/ara responder esta pregunta es necesario comprender que la fórmula empírica es la e0presiónque representa la proporción mínima, en n1meros enteros, entre los átomos de un compuestoquímico, o sea, tiene los subíndices más peque2os. 3e debe recordar que en ocasiones, la fórmulaempírica y la fórmula molecular coinciden. Entre la masa molar de las fórmulas molecular y empíricae0iste una relación de n1meros enteros -n), que corresponde a un m1ltiplo de la cantidad de átomosde cada elemento presentes en la mol4cula.

n = masa molar fórmula molecularmasa molar fórmula empírica

/or e5emplo:

6a glucosa tiene por fórmula molecular: *(7%"8(, por lo que su fórmula empírica es *7"8. lcalcular la masa molar de ambas fórmulas, se encuentra que para la glucosa es %+# g9mol y para sufórmula empírica es $# g9mol, al aplicar la relación descrita anteriormente, queda que:

n %+#

$# (

3i los subíndices de la fórmula empírica *7"8 se amplifican por (, se llega a la fórmula molecularde la glucosa *(7%"8(.

l aplicar estas relaciones a las opciones de la pregunta, se obtiene:

• 6a estructura ;) tiene como fórmula molecular *(7(, por tanto, su fórmula empírica es *7.

• 6a estructura ;;) tiene como fórmula molecular *(7+, por tanto, su fórmula empírica es *$7!.

• 6a estructura ;;;) tiene como fórmula molecular *(7%", por tanto, su fórmula empírica es *7".

/or tanto, la estructura ;;;) es la 1nica que corresponde a la fórmula empírica *7", siendo correctala opción *).


27/119

- 27 -

CH3C

CH3

CH3

CH2OH

H3C CH2 CH

OH

CH3

H3C CH2 CH CH CH3

OH OH

CH2OH CH2 CH2 CH2OH

CH3C

CH3

CH3

OH

PREGUNTA 1) (Módulo Común)

¿Cuál de los siguientes alcoholes es un alcohol terciario?


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química OrgánicaNivel: II Medio

Objetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de la importancia de los grupos funcionales en laspropiedades de algunos compuestos orgánicos que son claves en los seres vivos y relevantes en laelaboración de productos industriales.Habilidad: ComprensiónClave: A

COMENTARIO

ara responder esta pre-unta es necesario comprender la nomenclatura or-ánica # -ruposfuncionales, en este caso de los alcoholes. Los alcoholes son compuestos or-ánicos que contienen-rupo1s) hidro0ilo1s) 1&%). 4e pueden clasificar en alcoholes primarios, secundarios o terciarios:

• Alco*ol "rimario: el -rupo hidro0ilo sustitu#e un hidró-eno 1%) de un carbono 1!) primario, osea, un ! unido a átomos de % # = radical.

• Alco*ol secundario: el -rupo hidro0ilo sustitu#e un hidró-eno 1%) de un carbono 1!)secundario, o sea, un ! unido a = átomo de % # radicales.

• Alco*ol terciario: el -rupo hidro0ilo sustitu#e un hidró-eno 1%) de un carbono 1!) terciario, osea, un ! unido a ( -rupos radicales.

A)

B)

C)

D)

E)


28/119

- 28 -

Alcohol rimario Alcohol 4ecundario Alcohol 8erciario

or lo anteriormente e0puesto, ) # E) corresponden a alcoholes primarios; !) # ") a alcoholessecundarios # A) corresponde a un alcohol terciario, siendo esta la opción correcta.

PREGUNTA 1+ (Módulo Común)

¿Cuál es la fórmula molecular de un alcano acíclico que tiene ocho átomos de carbono?

A) C8H18 B) C8H16 C) C8H14

D) C8H12 E) C8H10


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química OrgánicaNivel: II MedioObjetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de la importancia de los grupos funcionales en laspropiedades de algunos compuestos orgánicos que son claves en los seres vivos y relevantes en laelaboración de productos industriales.Habilidad: Aplicación

Clave: A

COMENTARIO

ara responder esta pre-unta se debe aplicar los conocimientos de nomenclatura or-ánica # susrespectivas estructuras, # además, se debe recordar la fórmula -eneral de los hidrocarburosacíclicos.

or otra parte, tambin se debe recordar que la fórmula molecular corresponde a unarepresentación de los elementos que forman una molcula o compuesto químico, se debe indicar elsímbolo del elemento # la cantidad e0acta de átomos presentes de cada elemento 1subíndice). Eneste caso se pre-unta la fórmula molecular de un alcano, cu#a fórmula -eneral es !n%n+, por lotanto, al comparar la información anterior queda claro que las opciones ), !), ") # E) nocorresponden con la fórmula -eneral para un alcano de 7 átomos de carbono, por tanto sonincorrectas. 'o así la opción A) !7%=7, la que corresponde a la fórmula -eneral seBalada

anteriormente."e lo anterior se deduce, entonces, que la opción correcta es A).

F=

F

%! &%F= %)! &%

F=

F( ! &%

F


29/119

- 29 -


¿Cuál es el nombre IUPAC del siguiente compuesto?

A) 1,3-etilbencenoB) p-dietilbencenoC) o-etilbencenoD) 2,6-dietilbencenoE) m-dietilbenceno


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química OrgánicaNivel: II MedioObjetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de la importancia de los grupos funcionales en laspropiedades de algunos compuestos orgánicos que son claves en los seres vivos y relevantes en laelaboración de productos industriales.Habilidad: AplicaciónClave: E

COMENTARIO

Para responder esta pregunta, se debe aplicar las reglas de nomenclatura IUPAC para compuestosorgánicos. Se debe recordar que el nombre de una molécula entrega toda la información necesariapara poder representar su estructura molecular de forma correcta. Para nombrar este compuesto, esnecesario utilizar las siguientes reglas de nomenclatura

!. Se debe elegir una cadena principal.

• "sta será aquella que contenga el ma#or n$mero de átomos de carbono unidos deforma consecuti%a.

&. 'uego, se debe numerar la cadena principal.

• (e modo que el o los grupo)s* funcional)es* queden en la numeración más ba+a.

. -inalmente, se debe nombrar la función orgánica.

• sto se /ace seg$n prioridad de los grupos funcionales.

n el caso del compuesto mostrado en este 0tem, la cadena principal es un compuesto aromático,que contiene 1 átomos de carbono, conocido como benceno. ste compuesto presenta dossustitu#entes unidos él, cada uno presenta dos carbonos, por lo que reciben el nombre de etilo.

Para poder nombrar el compuesto, se debe numerar el anillo bencénico

CH2H2C CH3H3C

CH2H2C CH3H3C 1

2

3

4

5

6


30/119

- 30 -

4e debe recordar que es necesario indicar el carbono en el cual está enlazado el sustitu#ente, eneste caso están unidos a los carbonos = # (. En el caso del benceno e0isten tres isómeros posibles, el=,*, el =,(* # el =,3*, que se nombran como orto* 1o*), meta* 1m*) # para* 1p*), respectivamente, alhaber dos sustitu#entes se debe anteponer el prefi5o di."e acuerdo a lo anterior, la opción correcta es E), el compuesto recibe el nombre de

m*dietilbenceno.

PREGUNTA -/ 1M ódulo Electivo)

La fórmula estructural del propeno es:

H C

H

H

C

H

C H

H

Considerando las reglas IUPAC de numeración de los átomos de carbonos, los ángulos de enlaceaproximados alrededor de los carbonos 1, 2 y 3, son


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química OrgánicaNivel: II MedioObjetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de las propiedades específicas del carbono que le permitenla formación de una amplia variedad de moléculas.Habilidad: AplicaciónClave: D

COMENTARIO

ara responder la pre-unta el postulante debe aplicar sus conocimientos sobre las propiedadesdel carbono relacionadas con la formación de enlaces, para determinar án-ulos apro0imados entrelos enlaces.

Lo primero que se debe hacer, como se e0plicó en la pre-unta =6, es numerar la cadena decarbonos, con el fin de establecer cuáles son los carbonos =, # (. La re-la a ocupar dice que Ialnumerar una cadena de carbonos con insaturaciones, es decir, la presencia de doble o triple enlace,la preferencia para la menor numeración la tiene el carbono donde comienza la insaturación, en estecaso el doble enlace:

C1 C2 C3A) 90° 90° 90°B) 109° 90° 120°C) 180° 120° 109°D) 120° 120° 109°E) 180° 180° 90°

H C

H

H

C

H

C H

H

. - 1


31/119

- 31 -

En el caso del carbono, sus átomos pueden presentar tres tipos de enlaces: simples, dobles #triples, cada uno asociado a una cierta distribución -eomtrica de sus orbitales, de tal forma que:

"e acuerdo a lo anterior, la estructura del propeno, tiene los si-uientes án-ulos de enlace:

or lo tanto, en el carbono =, los án-ulos de enlace son de =9J, en el carbono los án-ulos son de=9J # en el carbono (, el án-ulo es de =96J. 4iendo correcta la opción ").

PREGUNTA -1 1M ódulo Común)

La reacción representada por:

CH3CH2CH2OH CH3CH2CHO

corresponde a una

A) oxidación de alcoholes primarios.B) reducción de alcoholes secundarios.C) deshidratación de alcoholes primarios.D) esterificación de alcoholes.E) hidrólisis de alcoholes.


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química OrgánicaNivel: II MedioObjetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.Contenido Mínimo Obligatorio: Representación de diversas moléculas orgánicas con gruposfuncionales considerando su estereoquímica e isomería, en los casos que corresponda.Habilidad: ComprensiónClave: A

Catalizador

% !

%

%

!

%

!

%

%

=9J

=9J

=96,>J

! !=96,>J =9J =79J

enlace simpleestructura tetradrica

enlace dobleestructura tri-onal plana

enlace tripleestructura lineal

C


32/119

- 32 -

COMENTARIO

ara responder la pre-unta, el postulante debe conocer # comprender las reacciones químicas quepresentan los alcoholes.

Los alcoholes son molculas reactivas básicamente en dos de sus enlaces: en el !& # en el &%.

!on respecto a las reacciones de los alcoholes, una de las más importantes, es la o0idación a travsde la cual se producen compuestos carbonílicos: ácidos, aldehídos o cetonas. El tipo de compuestoque forman depende del tipo de alcohol, es decir, si se trata de un alcohol primario, secundario oterciario 1estructuras en re-unta =@).

Los alcoholes primarios al o0idarse pueden producir aldehídos o ácidos carbo0ílicos,dependiendo de las condiciones # del tipo de o0idante utilizado. ara preparar aldehídos,-eneralmente, se usa clorocromato de piridinio 1!!: !>%?'!r&(!l). &tros o0idantes más fuertes,como el perman-anato de potasio 1Kn&3), transforma a los alcoholes en ácidos carbo0ílicos, siendoel aldehído solo un intermediario de la reacción.

Los alcoholes secundarios producen fácilmente cetonas, al ser tratados con dicromato de sodio1'a!r&@) en ácido actico acuoso. Los alcoholes terciarios no se o0idan a menos que reaccionen encondiciones más vi-orosas.

La reacción de o0idación se puede verificar por una disminución de hidró-enos en la molcula dealcohol lo que favorece la formación del compuesto carbonílico.

Los alcoholes pueden ser reducidos directamente mediante reductores fuertes como silanos1por e5emplo, trietilsilano) en medio ácido. En esta reacción se lo-ra deso0i-enar el alcohol #transformarlo en el alcano correspondiente. Dndirectamente, la reducción de un alcohol se puedelo-rar a travs de una deshidratación # una posterior hidro-enación para formar el alcanocorrespondiente.

!on respecto a la deshidratación de los alcoholes, esta reacción ocurre en presencia de ácidos1por e5emplo, %4&3) los alcoholes se transforman en alquenos, siendo el producto principal elalqueno más sustituido. La deshidratación se produce preferentemente en alcoholes terciarios, elenlace !& # un enlace !% vecino, se rompen dando paso a la -eneración de un enlace doble # el

desprendimiento de una molcula de a-ua, tal como se muestra en la si-uiente fi-ura.

En cuanto a las reacciones de esterificación, estas pueden ser con ácidos inor-ánicos u or-ánicos.!uando un alcohol reacciona con un ácido carbo0ílico, forma un ster # a-ua, como se muestra en lasi-uiente fi-ura:

!

&

%

! !

% &%

! ! + %&

+ %&! ! & % ! F

%&

& ! F

&

&

! !+

Alcohol cido carbo0ílico Gster


33/119

- 33 -

AlCl3CH3Cl+

CH3

+ HCl

En cuanto a la reacción de hidrólisis, los alcoholes no presentan este tipo de reacción.El alcohol de la pre-unta corresponde a un alcohol primario. 4i se observa la fórmula del

producto, el -rupo funcional de la molcula es el !%&, es decir, se trata de una aldehído. or lo quese puede concluir que se trata de una reacción de o0idación, de acuerdo a lo anterior, la respuestacorrecta es A).

PREGUNTA -- 1M ódulo Electivo)

La siguiente ecuación:

corresponde a una reacción de

A) adición.B) sustitución.C) oxidación.D) reducción.E) eliminación.


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química OrgánicaNivel: II MedioObjetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.

Contenido Mínimo Obligatorio: Representación de diversas moléculas orgánicas con gruposfuncionales considerando su estereoquímica e isomería, en los casos que corresponda.Habilidad: ComprensiónClave: B

COMENTARIO

ara responder esta pre-unta es necesario que los postulantes comprendan las reaccionesquímicas que ocurren en los compuestos or-ánicos # puedan clasificar la reacción propuesta en lapre-unta.

!on respecto a las reacciones que aparecen en las opciones:

• Reacción de adición: este tipo de reacción se da en molculas or-ánicas que poseeninsaturaciones 1enlaces dobles o triples), en ellas se rompe el doble o triple enlace # seadicionan átomos o -rupos atómicos a los enlaces covalentes que quedan disponibles en lamolcula, se forma un solo producto.


34/119

- 34 -

aso =%

!

%%

!l !l Al

!l

!l% !

%

%

!l

Al

!l!l

!l

aso %

% !

%

%

!%(

%

aso (

!%(

%

!l

Al

!l!l

!l

!%(

+ %!l + Al!l(

!%(!l+ Al!l(

!%(

+ %!l

%

En forma -eneral:

• Reacción de sustitución: es aquella que se produce cuando dos molculas intercambian osustitu#en átomos entre ellas, -enerando dos productos diferentes.

or e5emplo:

• Reacción de oxidación: se puede reconocer por la prdida de átomos de hidró-eno de una

molcula or-ánica. or e5emplo, la transformación de un alcohol a un aldehído.• Reacción de reducción: se pueden reconocer por la -anancia de hidró-enos por parte de una

molcula or-ánica. or e5emplo, la hidro-enación de un alqueno.

• Reacción de eliminación: es aquella en que un reactante, ba5o condiciones específicas, sedescompone en dos sustancias diferentes.

!on respecto a la reacción de la pre-unta, si se considera que cada vrtice de la estructura delbenceno que aparece tiene un hidró-eno, lo que ha ocurrido es una sustitución de uno de stos por el-rupo metilo del !%(!l # a su vez el hidró-eno reemplazado se ha unido al !l, formando el ácidocorrespondiente 1%!l).

A continuación, se describe el mecanismo de esta reacción:

or lo que la reacción es de sustitución, siendo correcta la opción ).

! !

%

F=

%

F

!

F=

% !

F

%

zonas disponibles para la adición

+ %!l! ! % ! ! !l+ !l !l


35/119

- 35 -


Un compuesto X reacciona con ácido clorhídrico (HCl) y se forma C 4H9Cl. De acuerdo a esta información, Xes un hidrocarburo

A) con un doble enlace.B) acetilénico.

C) saturado.D) con dos dobles enlaces.E) aromático.


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química Orgánica Nivel: II MedioObjetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas. Contenido Mínimo Obligatorio: Representación de diversas moléculas orgánicas con gruposfuncionales considerando su estereoquímica e isomería, en los casos que corresponda.Habilidad: AplicaciónClave: A

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario reconocer el tipo de compuesto formado y aplicarla(s) reacción(es) orgánica(s) relacionada(s) a él. El compuesto formado presenta la siguientefórmula molecular y desarrollada:

De acuerdo a lo anterior, se puede inferir que el compuesto corresponde a un alcanohalogenado. os compuestos que originalmente forman alcanos halogenados son los alquenos.os alquenos, son compuestos que de!ido a su do!le enlace presentan una menor cantidad deátomos de hidrógeno en comparación a los alcanos, por esto reci!en el nom!re de compuestosinsaturados.

os alquenos e"perimentan reacciones de adición con hidrácidos (#$), las cuales son las másrepresentati%as de este grupo, el halógeno del hidrácido ($ &) se une al átomo de car!ono deldo!le enlace, que tiene menos átomos de hidrógeno. El átomo de hidrógeno (#') a su %e, seadiciona al átomo de car!ono tam!ién del do!le enlace, que tiene más átomos de hidrógeno.

En el siguiente esquema se representa la reacción de adición planteada en la pregunta queorigina el producto *#+l:

#

#

#

#

#

#

l

#

#

#

(*#+l -órmula .olecular)

/&cloro!utano

-órmuladesarrollada


36/119

- 36 -

# )l

a opción correcta es $), la cual corresponde a un compuesto con un do!le enlace.


Dada la siguiente reacción:

¿Cuál opción indica correctamente cómo se forman los compuestos I y II en la reacción entre

2-bromo-2-metilpropano y etanol?

Compuesto I se forma por Compuesto II se forma porA) sustitución adiciónB) adición sustituciónC) eliminación adiciónD) sustitución eliminaciónE) adición adición


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química Orgánica Nivel: II Medio

Objetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.Contenido Mínimo Obligatorio: Representación de diversas moléculas orgánicas con gruposfuncionales considerando su estereoquímica e isomería, en los casos que corresponda.Habilidad: Análisis, síntesis y evaluaciónClave: D

Enlace do!leenlace

insaturado

CH3 C

CH3

CH3

Br + CH3 CH2OH CH3 C

CH3

CH3

O CH2 CH3 + CH3 C

CH3

CH2

) ) ) )

#

#

#

#

#

##

#

#

#

#

#

#

#

l

#

#

#

$cá seadiciona el #'

$cá se adicionael l&

0tomo de conmás hidrógeno

0tomo de conmenos hidrógeno

'

ompuesto 1 ompuesto 11


37/119


38/119

- 38 -


¿Cuál de los siguientes compuestos presenta un centro asimétrico o quiral?

A) 1,2-etanodiolB) 2-propanol

C) 2-butanolD) 3-pentanolE) 1,5-pentanodiol


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química Orgánica Nivel: II MedioObjetivo Fundamental: Comprender que la formación de los compuestos orgánicos y de sus gruposfuncionales, se debe a las propiedades del átomo de carbono para unirse entre sí y con otros átomos, enorganismos vivos, en la producción industrial y aplicaciones tecnológicas.Contenido Mínimo Obligatorio: Representación de diversas moléculas orgánicas con gruposfuncionales considerando su estereoquímica e isomería, en los casos que corresponda.

Habilidad: AplicaciónClave: C

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario aplicar el concepto de quiralidad o asimetr;a a lasmoléculas planteadas en las opciones. a quiralidad se aplica a aquellas moléculas que no sepueden superponer a sus imágenes especulares, raón por lo que se presentan en dos formasenantioméricas (formas opuestas). a quiralidad puede ser e


39/119

- 39 -

)#2

) ##

)88#

)#2

)#

#

#88)

)#2

) ##8

)88#

#2

8#

#

#88

Para sa!er cuál de las moléculas presentadas en las opciones es quiral, se de!e escri!ir lafórmula estructural de cada una de ellas, para luego aplicar el concepto de quiralidad.

De acuerdo a lo anterior, la respuesta correcta es ), la cual corresponde al /&!utanol.

"pción #ó!mula Est!uctu!al $omenta!io

$)

#8

#

#/8#

#

a molécula corresponde a =,/&etanodiol. >o presentacentro estereogénico y se representa por #/67,presentando dos sustituyentes iguales, por ende, lamolécula es aquiral, siendo la opción $) incorrecta.

3)

#8

)

)#2

#

)#2

a molécula corresponde a /&propanol. >o presenta centroestereogénico y se representa por #6/ 7, presentandodos sustituyentes iguales, por ende, la molécula es aquiral,

siendo la opción 3) incorrecta.

)

#8

#2

#

#/#2

a molécula corresponde a /&!utanol. Presenta centroestereogénico y se representa por #67?. Por ende, lamolécula es quiral, siendo la opción ) correcta.

D)

#8

#/#2

#

#/#2

a molécula corresponde a 2&pentanol. >o presenta centroestereogénico y se representa por #6/ 7, presentandodos sustituyentes iguales, por ende, la molécula es aquiral,siendo la opción D) incorrecta.

E)

#8

#

#

#/#/#/#/8#

a molécula corresponde a =,@&pentanodiol. >o presenta

centro estereogénico y se representa por #/67,presentando dos sustituyentes iguales, por ende, lamolécula es aquiral, siendo la opción E) incorrecta.

.olécula sin centro estereogénico

.olécula con plano de simetr;a aui!al #/67 (solo dos sustituyentes diferentes)

.olécula con centro estereogénico

.olécula sin plano de simetr;a ui!al #67? (cuatro sustituyentes distintos)


40/119

- 40 -

PREGUNTA 2% (Módulo Electivo)

La estructura α-helicoidal de las proteínas se estabiliza debido a que estas presentan

A) puentes de hidrógeno.B) interacciones de tipo hidrófobas.

C) atracción ión-dipolo.D) enlace peptídico.E) enlace covalente polar.


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química Orgánica Nivel: IV MedioObjetivo Fundamental: Comprender los fundamentos y leyes básicas que explican las reaccionesácido - base, las de óxido - reducción y las de polimerización - despolimerización. Contenido Mínimo Obligatorio: Descripción de los mecanismos de formación de polímeros naturales yartificiales importantes, por ejemplo, en la síntesis de proteínas, en la producción de vestimentas oplásticos.

Habilidad: ReconocimientoClave: A

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario que el postulante recuerde los tipos de estructurasque se han definido para una prote;na, entre las cuales está la estructura α&helicoidal, y suscaracter;sticas. as estructuras que se pueden reconocer en una prote;na, son:

Est!uctu!a p!ima!ia&

e presenta cuando los aminoácidos se encuentran ordenados en forma lineal y unidos entre s;mediante enlaces pept;dicos. El enlace representati%o de esta estructura es el enlace co%alente.

Est!uctu!a secun'a!ia&

Descri!e la forma en que los aminoácidos se distri!uyen en el espacio. os tres tipos máscomunes de estructura secundaria son: α&helicoidal, hoA# de un aminoácido y el átomo de o";geno de un grupo 8 de otro aminoácidopresente en el siguiente giro de la hélice. Puesto que muchos puentes de hidrógeno se forman alo largo de la columna de un péptido, esta porción de la prote;na toma la forma de una fuerte!o!ina apretada que se parece a un cordón de teléfono.

Estructura α&helicoidal(-uente: Bu;mica 8rgánica, C. curry, @a Ed.)

ys ys 9ly 9ly eu Dal $la #is

Puente de hidrógeno


41/119

- 41 -

Estructura terciaria:

Implica atracciones y repulsiones entre los grupos de la cadena lateral de los aminoácidos en la

cadena de polipéptidos. A medida que ocurren interacciones entre diferentes partes de la

cadena peptídica, segmentos de la cadena giran y se doblan hasta que la proteína adquiere una

forma tridimensional específica. Esta forma molecular es la que determina la función biológica

de la molécula. La estructura terciaria de una proteína se estabilia mediante interacciones entrelos radicales de los aminoácidos ubicados en una región de la cadena de polipéptidos, con

radicales de otros aminoácidos en otras regiones de la proteína

Estructura cuaternaria:

Es la combinación de dos o más subunidades proteicas para formar una proteína biológicamente

acti!a.

En las opciones se presentan di!ersos tipo de interacciones moleculares y atómicas, que de

alguna manera contribuyen a la estructura de las proteínas, sin embargo, de lo anterior se

deduce que la estructura α"helicoidal está relacionada con la estructura secundaria de las

proteínas y que la estabilidad de la hélice, en la molécula, se debe a la formación de puentes de

hidrógeno. #or lo tanto la respuesta correcta es A$.


El glutatión presenta la siguiente estructura química%

&'uántos enlaces peptídicos y enlaces '() presenta esta molécula*


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Química OrgánicaNivel: IV MedioObjetivo Fundamental: Comprender los fundamentos y leyes básicas que explican las reaccionesácido - base, las de óxido - reducción y las de polimerización - despolimerización. Contenido: Descripción de los mecanismos de formación de polímeros naturales y artificialesimportantes, por ejemplo, en la síntesis de proteínas, en la producción de vestimentas o plásticos.Habilidad: Análisis, síntesis y evaluaciónClave: E

Enlaces peptídicos Enlaces C–HA) 2 4

B) 4 8

C) 2 8

D) 3 9

E) 2 10

HO NH

HN

OH

O O

O

O

NH2

SH


42/119


43/119

- 43 -

HO

C

CH

H2C

CH2

C

NH

CH

C

HN

CH2

OH

O

NH2

O H2C

SH

O

O

Al analizar la fórmula del glutatión anterior, se obtiene que, según lo mencionado anteriormente,

existen 2 enlaces peptdicos, los cuales se muestran en la siguiente figura!

Al existir 2 enlaces peptdicos se conclu"e que el glutatión se encuentra formado por #

amino$cidos% Adem$s, la mol&cula presenta '( enlaces carbono e )idrógeno *C+H%

-e acuerdo a lo anterior, la opción correcta es .%


25 g de un compuesto de color naranja contiene 0,17 mol de átomos de potasio, 0,17 mol de átomos decromo (masa molar = 52 g/mol) y 0,60 mol de átomos de oxígeno. Según estos datos, la fórmula empírica deeste compuesto es

A) KCrO4 B) KCrO7 C) K

2Cr

2O

4

D) K2Cr2O7 E) K3Cr3O14


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Reacciones químicas yestequiometría Nivel: I MedioObjetivo Fundamental: Establecer relaciones cuantitativas en diversas reacciones químicas presentesen la nutrición de seres vivos, industria y ambiente.Contenido Mínimo Obligatorio: Aplicación de cálculos estequiométricos para explicar las relacionescuantitativas entre cantidad de sustancia y de masa en reacciones químicas de utilidad industrial y

ambiental, por ejemplo, en la formación del agua, la fotosíntesis, la formación de amoníaco parafertilizantes, el funcionamiento del “airbag”, la lluvia ácida.Habilidad: AplicaciónClave: D

COMENTARIO/ara responder esta pregunta es necesario que el postulante aplique el concepto de fórmula

emprica% 0a fórmula emprica, es aquella que representa la razón del menor número entero de los

$tomos en un compuesto%

2 enlaces peptdicos


44/119

- 44 -

Pasos para determinar fórmula emp;rica:

Paso *& on%ertir la masa dada en cantidad de materia, en mol, como por e


45/119

- 45 -


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Reacciones químicas yestequiometría Nivel: I MedioObjetivo Fundamental: Establecer relaciones cuantitativas en diversas reacciones químicas presentes

en la nutrición de seres vivos, industria y ambiente.Contenido Mínimo Obligatorio: Aplicación de cálculos estequiométricos para explicar las relacionescuantitativas entre cantidad de sustancia y de masa en reacciones químicas de utilidad industrial yambiental, por ejemplo, en la formación del agua, la fotosíntesis, la formación de amoníaco parafertilizantes, el funcionamiento del “airbag”, la lluvia ácida.

Habilidad: AplicaciónClave: C

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario aplicar los distintos cálculos estequiométricos a lareacción que ocurre entre J,*J mol de cloruro de sodio (>al) con un e"ceso de ácido sulf5rico

(#/8*) para formar cloruro de hidrógeno (#l) y sulfato de sodio (>a/8*). a reacción que ocurreentre >al y #/8* es la siguiente:

/ >al ' #/8* / #l ' >a/8*

De la ecuación se desprende que si reaccionan / mol de >al con = mol de #/8* se forman / molde #l y = mol de >a/8*. $plicando estas relaciones estequiométricas a la reacción de J,*J mol de>al con un e"ceso de #/8*, se pueden calcular las cantidades, en mol, de #l y de >a/8* que seformarán.

.ete!minación en mol 'e /$l

i / mol de >al forman / mol de #l, entonces, J,* mol de >al formará J,* mol de #l.

.ete!minación en mol 'e Na2S"4

i / mol de >al forma = mol de >a/8*, entonces, J,*J mol de >al formará J,/ mol de >a/8*.

/ >al ' #/8* / #l ' >a/8*

4eacción J,*J mol e"ceso J,*J mol J,/J mol

De acuerdo a lo anterior, la opción correcta es ).


46/119

- 46 -


a ecuación:

>#2 (g) ' 8/ (g) >8 (g) ' #/8 (g)

queda equili!rada con los coeficientes:

NH3 O2 NO H2O

A) 11

2 1 1

B) 1 1 1 1

C) 4 5 4 6D) 2 2 2 3

E) 2 1 2 3


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Reacciones químicas yestequiometríaNivel: I Medio8!#2 (g) ' 8/ (g) >8 (g) ' #/8 (g)

/.& Determinar si la ecuación se encuentra !alanceada: Esto se realia al comparar los átomos de losreactantes con los átomos de los productos.

4eactantes Productos

>#2 (g) ' 8/ (g) >8 (g) ' #/8 (g)

= átomo de nitrógeno = átomo de nitrógeno • 3alanceado2 átomos de hidrógeno / átomos de hidrógeno • >o !alanceado/ átomos de o";geno / átomos de o";geno • 3alanceado


47/119

- 47 -

2.& 3alancear la ecuación: En este caso los átomos de hidrógeno no se encuentran equili!rados, por lo tantose de!en a


48/119

- 48 -

Objetivo Fundamental: Establecer relaciones cuantitativas en diversas reacciones químicas presentesen la nutrición de seres vivos, industria y ambiente.Contenido Mínimo Obligatorio: Aplicación de cálculos estequiométricos para explicar las relacionescuantitativas entre cantidad de sustancia y de masa en reacciones químicas de utilidad industrial yambiental, por ejemplo, en la formación del agua, la fotosíntesis, la formación de amoníaco parafertilizantes, el funcionamiento del “airbag”, la lluvia ácida.Habilidad: AplicaciónClave: E

COMENTARIO

Para responder esta pregunta es necesario aplicar los conceptos de la ley de la conservación de la masa, la

ecuación planteada en el enunciado.

La ley de la conservación de la masa dice lo siguiente: “la masa total de las sustancias presentes después

de una reacción química es la misma masa total de las sustancias antes de la reacción, aplicando este

concepto a la reacción del enunciado, debemos identificar las partes que conforman una reacción química,

las cuales son:

Reactantes Producto

N !g" # $ !g" N$ !g"

%&ora se debe verificar que la cantidad en mol de reactantes sea igual a la cantidad en mol de producto:

Reactantes Producto

N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g)

'antidad de sustancia ( mol de N # ( mol de $ mol de N$

)asa * g de N # + g de $ - g de N$

)asa total - g de reactantes - g de producto

n este caso, la reacción tiene igual masa en reactantes y en productos, por lo tanto, se afirma que la

aseveración /" es correcta. Para responder la aseveración //" es necesario aplicar el concepto de n0mero de %vogadro y de mol a la reacción. 1n mol es la cantidad de sustancia que contiene el mismo n0mero de

entidades elementales que el n0mero de 2tomos de carbono3( que &ay en una masa de, e4actamente, ( g

de carbono3(. l n0mero de entidades elementales !2tomos, moléculas, etc" en un mol, es igual a la

constante de %vogadro, N % , la cual corresponde ,- 4 (-+ entidades. 1n mol y la constante de %vogadro, se

relacionan de la siguiente manera:

( mol de un sustancia 5 ,- 4 (-+entidades de una sustancia

1n mol de un sustancia contiene un n0mero de %vogadro de moléculas o unidades, por e6emplo, ( mol de

moléculas de '$, contiene ,- 4 (-+ moléculas de '$, por lo tanto, aplicando lo anterior a la reacción, se

obtiene lo siguiente:

Reactantes Producto

N !g" # $ !g" N$ !g"

( mol de N 5 ,- 4 (-+ moléculas mol de N$ 5 4 ,- 4 (-+ moléculas

( mol de $ 5 ,- 4 (-+ moléculas

Por lo tanto en los reactantes e4isten

(,-7 4 (-+ moléculas totales

n el producto e4isten 4 ,- 4 (-+

moléculas, lo que es equivalente a

(,-7 4 (-+ moléculas totales


49/119

- 49 -

De acuerdo a lo anterior, la afirmación 11) es correcta.

Para %erificar la afirmación 111), se de!e conocer en qué consisten las condiciones normales de presión ytemperatura. omo los reactantes y productos se encuentran en estado gaseoso, los gases dependen de latemperatura y de la presión, la temperatura estándar de los gases a J S es equi%alente a /L2,=@ M y lapresión estándar es de = atm lo que es equi%alente a LNJ mm#g.

En condiciones normales, siempre = mol de un gas es ocupa un %olumen de //,* , por lo tanto aplicandoestá relación a la reacción planteada, se deduce lo siguiente:

>/ (g) ' 8/ (g) / >8 (g)

= mol = mol / mol

//,* //,* / " //,*

olumen total: Reactantes **,R P!o'ucto **,R

on respecto a lo anterior, la afirmación 111) es correcta. Por lo tanto, la opción correcta es E).


El inc reacciona con el o";geno gaseoso seg5n la ecuación:

2 Zn (s) + O2 (g) 2 ZnO (s)

$l respecto, cuál de las siguientes com!inaciones de reactantes produce una mayor cantidad de ?n8F


Eje temático / Área temática: La materia y sus transformaciones / Reacciones químicas yestequiometría Nivel: I MedioObjetivo Fundamental: Establecer relaciones cuantitativas en diversas reacciones químicaspresentes en la nutrición de seres vivos, industria y ambiente.Contenido Mínimo Obligatorio: Aplicación de cálculos estequiométricos para explicar las relacionescuantitativas entre cantidad de sustancia y de masa en reacciones químicas de utilidad industrial yambiental, por ejemplo, en la formación del agua, la fotosíntesis,

Demre 03 Resolucion Ciencias Quimica

Documents

Transcript of Demre 03 Resolucion Ciencias Quimica