Ejercicios del Tema 1 Química Grupo B 2015-2016 1 Datos útiles para hacer algunos problemas: Constante de Planck: h = 6,626×10 –34 Js Masa del electrón: m e = 9,109×10 –28 g 1 eV = 1,602×10 –19 J Número de Avogadro: N A = 6,022×10 23 mol –1 1 Å = 10 –10 m Velocidad de la luz en el vacío: c = 2,998×10 8 ms –1 R H = 2,179×10 –18 J Radiación electromagnética 1) ¿Cuál es la frecuencia (s -1 ) de la radiación electromagnética que tiene una longitud de onda de 0.53 m? a) 5,7×10 8 b) 1,8×10 –9 c) 1,6×10 8 d) 1,3×10 –33 e) 1,3×10 33 2) La energía de un fotón de luz es __________ proporcional a su frecuencia, y es __________ proporcional a su longitud de onda. a) directamente, directamente b) inversamente, inversamente c) inversamente, directamente d) directamente, inversamente 3) ¿Cuál de las siguientes radiaciones tiene la longitud de onda más corta? a) rayos X b) ondas de radio c) microondas d) ultravioleta e) infrarrojo 4) ¿Cuál de las siguientes ondas electromagnéticas tienen longitud de onda más larga? a) rayos cósmicos b) microondas c) rayos X d) rayos gamma e) luz visible 5) ¿A qué longitud de onda (nm) le corresponde una frecuencia de 3.22×10 14 s –1 ? a) 932 b) 649 c) 9,66×10 22 d) 9,32×10 –7 e) 1,07×10 6 6) La energía de un fotón que presenta una frecuencia de 8.21×10 15 es __________ J. a) 8,08×10 –50 b) 1,99×10 –25 c) 5,44×10 –18 d) 1,24×10 49 e) 1,26×10 –19 7) ¿Cuál es la frecuencia 1 (s ) − de un fotón que tiene una energía de 4.38×10 –18 J? a) 436 b) 6,61×10 15 c) 1,45×10 –16 d) 2,30×10 7 e) 1,31×10 –9 8) Un mol de fotones rojos de longitud de onda 725 nm tiene__________ kJ de energía. a) 2,74×10 –19 b) 4,56×10 –46 c) 6,05×10 –3 d) 165 e) 227
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Ejercicios del Tema 1 Química Grupo B 2015-2016
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Datos útiles para hacer algunos problemas:
Constante de Planck: h = 6,626×10–34 J·∙s
Masa del electrón: me = 9,109×10–28 g
1 eV = 1,602×10–19 J
Número de Avogadro: NA = 6,022×1023 mol–1
1 Å = 10–10 m
Velocidad de la luz en el vacío: c = 2,998×108 m·∙s–1
RH = 2,179×10–18 J
Radiación electromagnética
1) ¿Cuál es la frecuencia (s-1) de la radiación electromagnética que tiene una longitud de onda de 0.53 m?
a) 5,7×108 b) 1,8×10–9 c) 1,6×108 d) 1,3×10–33 e) 1,3×1033
2) La energía de un fotón de luz es __________ proporcional a su frecuencia, y es __________ proporcional a
su longitud de onda.
a) directamente, directamente b) inversamente, inversamente
c) inversamente, directamente d) directamente, inversamente
3) ¿Cuál de las siguientes radiaciones tiene la longitud de onda más corta?
a) rayos X b) ondas de radio c) microondas d) ultravioleta e) infrarrojo
4) ¿Cuál de las siguientes ondas electromagnéticas tienen longitud de onda más larga?
a) rayos cósmicos b) microondas c) rayos X d) rayos gamma e) luz visible
5) ¿A qué longitud de onda (nm) le corresponde una frecuencia de 3.22×1014 s–1?
a) 932 b) 649 c) 9,66×1022 d) 9,32×10–7 e) 1,07×106
6) La energía de un fotón que presenta una frecuencia de 8.21×1015 es __________ J.
a) 8,08×10–50 b) 1,99×10–25 c) 5,44×10–18 d) 1,24×1049 e) 1,26×10–19
7) ¿Cuál es la frecuencia 1(s )− de un fotón que tiene una energía de 4.38×10–18 J?
a) 436 b) 6,61×1015 c) 1,45×10–16 d) 2,30×107 e) 1,31×10–9
8) Un mol de fotones rojos de longitud de onda 725 nm tiene__________ kJ de energía.
a) 2,74×10–19 b) 4,56×10–46 c) 6,05×10–3 d) 165 e) 227
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9) Si el dibujo representa dos ondas electromagnéticas A y B situadas en la región del infrarrojo, calcula:
a) Su longitud de onda y su frecuencia.
b) El tiempo en que ambas recorrerán la distancia marcada.
Átomo de Bohr
10) De las siguientes transiciones en el átomo de hidrógeno de Bohr, la transición __________ es la que emite
el fotón de mayor energía.
a) n = 1 → n = 6 b) n = 6 → n = 1 c) n = 6 → n = 3 d) n = 3 → n = 6 e) n = 1 → n = 4
11) Usando la ecuación de Bohr para los niveles de energía de un electrón en el átomo de hidrógeno,
determine la energía (J) de un electrón en el nivel n = 4.
a) -1,36×10–19 b) -5,45×10–19 c) -7,34×1018 d) -1,84×10-29 e) 1,84×10–29
12) Calcule el cambio de energía (J) asociado a la transición de un electrón desde n = 2 a n = 5 en el átomo de
hidrógeno de Bohr.
a) 6,5×10–19 b) 5,5×10–19 c) 8,7×10-20 d) 4,6×10-19 e) 5,8×10–53
13) Cuando el electrón en el átomo de hidrógeno se mueve desde el nivel n = 8 al n = 2, se emite una luz con
una longitud de onda de __________ nm.
a) 657 b) 93,8 c) 411 d) 487 e) 389
14) La transición desde el nivel n = 2 al n = 6 en el átomo de hidrógeno de Bohr está asociada a la
__________ de un fotón de__________ nm de longitud de onda.
a) emisión, 410 b) absorción, 410 c) absorción, 660 d) emisión, 94 e) emisión, 390
15) Calcula la longitud de onda, en nanómetros, de la línea de la serie de Balmer que resulta de la transición
de n= 3 a n= 2. ¿En qué región del espectro electromagnético aparecerá?
16). La energía de ionización para el hidrógeno es la que debe absorber para separar el electrón, cuando éste
está en el estado fundamental, H(g) → H+(g) + e–. Calcula, a partir de la ecuación de Balmer, la energía de
ionización del hidrógeno atómico.
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17) Considera la serie de Balmer para el átomo de hidrógeno.
(a) Calcula, utilizando la ecuación de Balmer, a qué longitud de onda y a qué frecuencia aparecen las cinco
primeras líneas del espectro de emisión. Con los datos obtenidos, completa la tabla siguiente:
ni nf 1/λ (m−1) λ (m) ν (Hz)
(b) Dibuja la posición de estas líneas en una banda que represente la zona visible del espectro
electromagnético.
(c) Calcula la longitud de onda máxima y mínima que delimita la zona del espectro correspondiente a la serie
de Balmer.
18) La siguiente figura representa el espectro de emisión para una especie con un solo electrón (hidrogenoide)
en fase gas. Dicho espectro muestra todas las líneas antes del continuo mostrando transiciones al estado
fundamental desde estados más altos de energía. La línea A tiene una longitud de onda de 10,8 nm.
a) ¿Cuáles son los números cuánticos principales (ni y nf) correspondientes a las líneas A y B?
b) Identifica el átomo hidrogenoide que muestra este espectro.
19) ¿Cuál es la relación entre la energía del estado fundamental de los iones monoelectrónicos He+ y Be3+?
¿Cómo esperarías que fuesen las primeras energías de ionización del H, He+, Li2+ y Be3+ al compararlas?
Dualidad partícula-onda
20) ¿Cuál es la longitud de onda (m) expresada en términos de De Broglie para un objeto de 2,0 kg
moviéndose a una velocidad de 50 m/s?
a) 6,6×10–36 b) 1,5×1035 c) 5,3×10-33 d) 2,6×10-35 e) 3,8×1034
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21) ¿A qué velocidad (m/s) debe estar moviéndose un objeto de 10,0 mg que, según De Broglie, describe una
onda de 3,3×10–41 m de longitud de onda?
a) 4,1 b) 1,9×10-11 c) 2,0×1012 d) 3,3×10-42 e) 9,1×1031
22) La longitud de onda, según De Broglie, para una bala (7,5 g) moviéndose a 700 m/s es __________ m.
a) 7,7×1033 b) 1,3×10-34 c) 6,2×10-29 d) 1,3×10-27 e) 1,3×10-23
23) Calcula la longitud de onda de: a) un electrón cuya energía es 10 keV. b) una partícula de masa 125 g cuya
velocidad es de 45 m/s.
24). La velocidad medida para un electrón da un resultado de 90 m s–1 con una imprecisión del 10%. ¿Cuál es
la precisión máxima con la que se puede determinar su posición?
Efecto fotoeléctrico
25). La longitud de onda umbral o crítica del efecto fotoeléctrico para el litio es 5200 Å. Calcula la velocidad
de los electrones emitidos como resultado de la absorción de luz de 3600 Å.
26) El efecto fotoeléctrico se utiliza en algunos dispositivos de alarma contra robo. El rayo de luz incide sobre
el cátodo (–) y arranca electrones de su superficie. Estos electrones son atraídos hacia el ánodo (+), y el
circuito eléctrico se cierra por medio de una batería. Si el rayo de luz se encuentra bloqueado por el
brazo de un ladrón, el circuito eléctrico se rompe y salta el sistema de alarma. ¿Cuál es la máxima longitud
de onda que se podría utilizar en un sistema de alarma si el cátodo de la célula es de wolframio y los
electrones son arrancados del mismo con una energía cinética de 8.0×10–19 J cuando la longitud de onda de
la luz incidente es de exactamente 1.25×103 Å?
Principio de incertidumbre
27) Calcula la longitud de onda de: a) un electrón cuya energía es 10 keV. b) una partícula de masa 125 g cuya
velocidad es de 45 m/s.
28). La velocidad medida para un electrón da un resultado de 90 m s–1 con una imprecisión del 10%. ¿Cuál es
la precisión máxima con la que se puede determinar su posición?
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29) El modelo de Bohr y el principio de incertidumbre son:
a) Compatibles
siempre
b) Compatibles si se supone que la masa
del electrón es función de su velocidad
c) Compatibles para un
número cuántico n > 6.
d) Incompatibles
siempre.
Ortitales atómicos y configuraciones electrónicas
30) ¿Cuál es el número cuántico que define la forma de un orbital?
a) el número cuántico principal b) el número cuántico del momento angular
c) el número cuántico magnético d) el número cuántico de spin
31) Señale la proposición correcta:
a. La longitud de onda característica de una partícula elemental depende de su carga.
b. La transición n = 1 a n = 3 en el átomo de hidrógeno requiere más energía que la transición n = 2 a n = 5.
c. Dos fotones de 400 nm tienen distinta energía que uno de 200 nm.
d. Los fotones de luz visible (500 nm) poseen menor energía que los de radiación infrarroja (10000 nm).
e. Las energías de los electrones de H y He+ son iguales si el número cuántico n es el mismo.
32) El nivel n = 1 contiene __________ orbitales p. Todos los demás niveles contienen _________ orbitales p.
a) 3, 6 b) 0, 3 c) 6, 2 d) 3, 3 e) 0, 6
33) El nivel de más baja energía que contiene orbitales f es el que presenta n = __________.
a) 3 b) 2 c) 4 d) 1 e) 5
34) El número total de orbitales en un nivel (o capa) está dado por __________.
a) l2 b) n2 c) 2n d) 2n+1 e) 2l+1
35) El número total de orbitales en una subcapa está dado por __________.
a) l2 b) n2 c) 2n d) 2n+1 e) 2l+1
36) En un átomo de hidrógeno, un electrón en un orbital __________ puede absorber un fotón pero no puede
emitir un fotón.
a) 3s b) 2s c) 3p d) 1s e) 3f
37) ¿Cuántos orbitales p están ocupados en un átomo de Ne?
a) 5 b) 6 c) 1 d) 3 e) 2
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38) ¿Cuántos números cuánticos se necesitan para designar un electrón en un átomo?
a) 3 b) 4 c) 2 d) 1 e) 5
39) La subcapa 3p en el estado fundamental de un átomo de Xe contiene __________ electrones.
a) 2 b) 6 c) 8 d) 10 e) 36
40) Todos los __________ tienen una configuración 1ns para su capa de valencia.
a) gases nobles b) halógenos c) calcógenos d) metales alcalinos e) metales alcalinotérreos
41) ¿Qué grupo en la tabla periódica contiene elementos con una configuración en la capa de valencia ns2 np1?