Guía del IPN Química resuelta: Ciencias sociales y administrativas del 1 al 12

¡Saludos, aspirante! Si has llegado hasta acá, significa que eres una persona interesada en prepararse para el examen de admisión del Instituto Politécnico Nacional, y ya con ello has dado el primer paso en la dirección correcta. Recuerda que para ser admitido en el IPN en cualquiera de sus carreras, debes lograr una puntuación adecuada según lo exigido para la carrera a la que apliques, por ello, estudiar y prepararte es fundamental. Por esta razón, hemos preparado esta guía para ti.

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Esta guía resuelta está compuesta de 3 partes, y en ella podrás encontrarte con los 35 reactivos resueltos de la guía del IPN enfocada a Cs sociales y administrativas, específicamente en el área de química.

A continuación podrás ver la primera parte de esta guía resuelta, así que no pierdas tiempo y empieza a prepararte para esta prueba, la cual consiste en 130 preguntas orientadas a diversas áreas de conocimiento. No olvides que todas son importantes, así que, ¡Adelante!.

¿Qué viene en el examen del IPN?

Antes de dar inicio a los ejercicios resueltos, consideramos importante que conozcas cómo se estructura el examen de admisión del Instituto Politécnico Nacional. Y en este sentido, te comentamos que dicha prueba se basa en dos partes, donde la primera concentra preguntas de pensamiento físico matemático y comunicación, mientras que la segunda, aborda el estudio de ciencias como Química, Biología y Física.

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Dicho lo anterior, ahora te mostramos cómo se distribuye la cantidad de preguntas del examen de admisión en cada una de estas áreas:

  • 50 preguntas de matemáticas.
  • 40 preguntas de comunicación.
  • 10 preguntas de biología.
  • 15 preguntas de química.
  • 15 preguntas de física.

Ahora que sabes esto, es momento de empezar a resolver los reactivos de química de la guía del IPN:

Ejercicio 1: Electronegatividad

¿Cuál de los siguientes elementos presenta mayor electronegatividad?

  1. Litio
  2. Flúor
  3. Carbono
  4. Nitrógeno

Solución:

La electronegatividad de un átomo se basa en su capacidad para atraer electrones cuando se combina en una reacción química. La mayor o menor capacidad para tomar los electrones de otros elementos cuando se forma un enlace químico depende del radio atómico, los radios más pequeños, como el del flúor, tienen sus electrones más cerca del núcleo y por lo tanto se necesita una fuerza de ionización más alta para atraerlos desde su última capa de valencia.

En este sentido, el flúor al tener un potencial de ionización alto, cuando se combina con otros elementos es el que acepta los electrones. Además, al considerar la configuración electrónica del flúor, este toma el electrón que le falta para lograr su configuración como gas noble y alcanzar la estabilidad.

Según la tabla de electronegatividades de Pauling, el elemento más electronegativo es el flúor con un índice de 4.0 superior a todos los elementos.

En base a la teoría la respuesta correcta es la B.

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Ejercicio 2: Estructura atómica

El radio atómico aumenta al recorrer de _________ a __________ un periodo en una tabla periódica

  1. Izquierda – derecha
  2. Derecha – izquierda
  3. Izquierda – arriba
  4. Derecha – abajo

Solución:

El radio atómico es la propiedad que se define como la mitad de la distancia promedio entre dos núcleos que interactúan. Y aumenta al recorrer de izquierda a derecha un periodo en la tabla periódica.

La opción correcta es la A.

Ejercicio 3: Electronegatividad

Ordenar los siguientes elementos químicos de menor a mayor electronegatividad:

  1. Flúor
  2. Sodio
  3. Francio
  4. Fósforo
  5. Aluminio
  1. 3, 2, 5. 4. 1
  2. 2, 4, 3, 5, 1
  3. 1, 4, 5, 2, 3
  4. 1, 4, 2, 5, 3

Solución:

Según la tabla de electronegatividades de Pauling los índices para los elementos son los siguientes:

  1. Flúor = 4.0
  2. Sodio = 0.9
  3. Francio = 0.7
  4. Fósforo = 2.1
  5. Aluminio = 1.5

El orden ascendente de los elementos F, Na, Fr, P y Al según su electronegatividad es el siguiente:

5 Francio (3)

4 Sodio (2)

3 Aluminio (5)

2 Fósforo (4)

1 Flúor (1)

Para resolver este tipo de ejercicios es importante que tengas a la mano la tabla de electronegatividades de Pauling o la tabla periódica. En la tabla periódica también se ve reflejado el índice de electronegatividad de cada elemento y según la posición tendrá mayor o menor electronegatividad, la cual es una guía excelente para practicar.

Orden: 3, 2, 5, 4, 1 opción correcta: A

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Ejercicio 4: Gases nobles

Los gases nobles pertenecen al grupo ___, entre sus propiedades se observa que su punto de ebullición _________ con el incremento del número atómico.

  1. 8A – aumenta
  2. 7A – aumenta
  3. 7A – disminuye
  4. 8A – disminuye

Solución:

Los gases nobles son aquellos que pertenecen al grupo 8A de la tabla periódica. Entre sus propiedades se observa que el punto de ebullición aumenta con el incremento del número atómico.

Se puede observar en la tabla periódica que el helio (He) tiene un punto de ebullición de -268,9 °C y su número atómico es 2. El argón (Ar), que se encuentra dos puestos más abajo en el grupo 8A, tiene un punto de ebullición de -185.7 °C y su número atómico es 18, al final del grupo 8A se encuentra el radón (Rn) el cual tiene un punto de ebullición de -61.8 y su número atómico es 86.

En el ejemplo se comprueba la teoría, ya que a medida que el número atómico incrementa, también lo hace el punto de ebullición. Por lo tanto, la opción correcta es la A.

Ejercicio 5: Modelo atómico

Número cuántico que describe la orientación del orbital en el espacio.

  1. De spín
  2. Principal
  3. Magnético
  4. De momento angular

Solución:

La orientación que pueden asumir los diferentes orbitales frente a un campo magnético las describe el número cuántico magnético. El símbolo que se utiliza es “m” y los valores que puede tener m indican el número de orbitales que puede contener un subnivel de energía.

En base a la teoría la respuesta correcta es la C.

Ejercicio 6: Ecuaciones químicas (simbología)

En la ecuación \mathrm{KClO}_{3}(s) \stackrel{\Delta}{\rightarrow} \mathrm{KCl}(\mathrm{s})+\mathrm{O}_{2}(g) \uparrow  El signo auxiliar ___ representa calor.

  1. (s)
  2. \uparrow
  3. \Delta
  4. (s)

Solución:

Una ecuación química, es la representación de una reacción química, reproduce el comportamiento de los elementos en condiciones específicas, el estado de cada elemento antes y después de la reacción, señala los reactantes y los productos y más. Para reconocer que un compuesto está siendo sometido al calor durante la reacción se utiliza el signo \Delta .

La respuesta correcta es la opción C.

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Ejercicio 7: Átomos y moléculas

La energía ________ aumenta en las moléculas de agua, al proporcionarles calor para obtener vapor en un proceso de esterilización.

  1. Cinética
  2. Química
  3. Potencial
  4. Mecánica

Solución:

La energía cinética es la energía natural de un cuerpo que le permite mantenerse en movimiento y se acelera en presencia de calor ya que la actividad de las partículas incrementa. Es por ello que:

La energía cinética aumenta en las moléculas de agua, al proporcionarles calor para obtener vapor en un proceso de esterilización.

La respuesta correcta es la opción A.

Ejercicio 8: Cambios de la materia

Relacionar el cambio de estado de la materia con los cambios de los estados de agregación:

  1. 1A, 2E, 3D, 4C, 5B
  2. 1A, 2E, 3D, 4B, 5C
  3. 1B, 2A, 3C, 4D, 5E
  4. 1B, 2E, 3C, 4D, 5A

Solución:

Para realizar la relación entre las columnas que se presentan en el ejercicio, es necesario saber que físicamente la materia se presenta en tres formas distintas: sólida, líquida y gaseosa. Cada una de ellas presenta características distintivas que dependen del acercamiento molecular existente.

La poca movilidad de las partículas componentes de la materia sólida es evidencia de su bajo contenido energético, lo que le permite tener una forma definida, dureza y volumen constante. A diferencia del alto contenido energético que posee el estado gaseoso, en el cual hay una gran movilidad y desorden molecular gracias a la independencia de las partículas. Aunque no tienen volumen ni forma definida sus cualidades le permiten el desplazamiento de un sitio a otro con bastante facilidad y de forma espontánea.

El estado líquido posee un contenido energético medio variable, lo que brinda la posibilidad de interacción entre las moléculas permitiendo un volumen constante.

Conociendo las particularidades de los estados de la materia se puede establecer una relación entre la fase sólida, líquida y gaseosa de esta manera al variar el calor o el contenido energético de un material se puede generar el cambio físico de un estado a otro. Ejemplo: en la medida que el contenido energético aumenta, las moléculas adquieren mayor movimiento y desorden tendiendo hacia el estado físico gaseoso. Existen diversos cambios de estado, que al estudiarlos nos permiten realizar el análisis del enunciado:

  1. Fusión: al calentar un sólido las moléculas comienzan a vibrar, la cual se incrementará mientras el calor suministrado se mantenga constante. Cuando alcanza el nivel específico de energía se produce una ruptura de la estructura original y el material pasa de estado sólido a estado líquido. La relación es 1A
  2. Sublimación: es el proceso mediante el cual moléculas de estado sólido pasa a estado gaseoso, o viceversa. La relación será 2E
  3. Licuefación: El aumento de presión y la disminución de la temperatura permiten el paso del estado gaseoso al estado líquido. En este caso la relación establecida es 3D
  4. Solidificación: Es el cambio de la materia del estado líquido al estado sólido. La relación será 4B
  5. Vaporización: Es el cambio de la materia del estado líquido a gaseoso, ocurre cuando el líquido se somete a altas temperaturas. Relación 5C

Las relaciones son 1A, 2E, 3D, 4B, 5C la respuesta correcta es la opción B.

Ejercicio 9: Elementos

Son elementos dúctiles, maleables, que conducen la corriente eléctrica y que tienen altos puntos de fusión.

  1. Calcógenos
  2. Halógenos
  3. Anfóteros
  4. Metales

Solución:

Entre las opciones del ejercicio, los elementos que cumplen con la capacidad de deformarse a grandes presiones sin romperse formando hilos finos (ductilidad), capacidad de deformarse a grandes presiones sin romperse formando láminas de distinto grosor (maleabilidad), conducción eléctrica y puntos de fusión elevados son los metales, los cuales a los largo de la historia han de gran importancia para el progreso de la humanidad.

Por lo tanto la opción correcta es la D.

Ejercicio 10: Enlaces químicos

Los compuestos _______ forman redes cristalinas constituidas por iones de carga ________, unidos por fuerzas electrostáticas.

  1. Iónicos – igual
  2. Apolares – igual
  3. Iónicos – opuesta
  4. Apolares – opuesta

Solución:

Los compuestos iónicos forman redes cristalinas constituidas por iones de carga opuesta unidos por fuerzas electrostáticas. La polaridad de los compuestos es de gran importancia porque permite delimitar las interacciones no covalentes entre los diferentes compuestos.

La opción correcta es la C.

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Ejercicio 11: Leyes de las combinaciones químicas

Identificar qué ley se está aplicando en la siguiente imagen:

  1. Interconversión de masa y energía
  2. Conservación de la energía
  3. Conservación de la materia
  4. Ley de acción de las masas

Solución:

En la imagen se puede apreciar la ley de la conservación de la materia o ley de conservación de la masa. En la época de Lavoisier (1743 – 17941) prevalecía la teoría del flogisto o principio según el cual los cuerpos poseen la capacidad de inflamarse; los experimentos llevados a cabo por Lavoisier fueron cruciales para el abandono de dicho principio.

Gracias a sus innumerables estudios sobre reacciones de combustión y calentamiento de metales, los resultados obtenidos le permitieron proponer que la masa inicial de los reaccionantes no variaba en la masa final de los productos, es decir, los cambios de las sustancias no producían la creación o destrucción de la materia sino sólo su reordenamiento. Generalizando sus experimentos pudo concluir que, la materia no se crea ni se destruye solo se transforma.

Es un famoso enunciado de la química que implica que el universo no produce la materia sino que tiene una cantidad constante que no puede crearse ni destruirse simplemente cambiar a otra forma. En la imagen se establece dicha ley:

Masa de los reaccionantes = masa de los productos

Como no se pierde la materia, el resultado es la suma de la masa de los reactantes.

La opción correcta es la C.

Ejercicio 12: Distribución electrónica de los elementos

Identificar de las siguientes distribuciones electrónicas la que corresponda al nitrógeno “N” cuyos datos son Z = 7, A = 14, masa atómica = 14.006

  1. 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{3} 3 s^{2} 3 p^{5}
  2. 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{2}
  3. 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{3}
  4. 1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{2}

Solución:

Para identificar la distribución electrónica correspondiente al N, se debe considerar el número atómico, es decir 7.

Una vía fácil de calcularlas es tomar en consideración los superíndices de cada opción y la suma de dichos superíndices debe ser 7.

Por ejemplo la opción C:

Z = 7

Es decir: 2 + 2 + 3 = 7

La opción C representa la configuración electrónica correspondiente para el N.

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