XXII Olimpiada Peruana de Química
NIVEL INTERMEDIO
Segunda Fase – 2017
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INSTRUCCIONES
Escriba su nombre y código de alumno solamente en la parte de identificación desglosable
de la hoja de respuestas y en la parte superior de esta carátula.
LA PRUEBA CONSTA DE 60 PREGUNTAS.
DURACIÓN DE LA PRUEBA: 3 horas.
CÓMO RENDIR LA PRUEBA:
● Una vez iniciada la prueba, no podrá retirarse hasta que terminen las tres horas.
● Usted ha recibido una hoja de respuestas que tiene cuatro espacios para cada
pregunta marcados con las letras A, B, C y D. Los cuatro espacios con sus letras
corresponden a las cuatro opciones de respuestas.
● Rellene con lápiz negro el espacio de la letra correspondiente a su respuesta, sin
sobrepasarlo. Use lápiz blando y marque fuerte.
● Evite marcar la hoja de respuestas en otros lugares o manchar con lápiz fuera de los
lugares indicados. Cuando cometa un error al marcar, debe borrar perfectamente la
marca mal hecha. Para no manchar la hoja, limpie primero el borrador.
● No pierda tiempo. Conteste las preguntas que encuentre fáciles. Deje las complicadas
para el final.
● No adivine. Las respuestas incorrectas tienen valor negativo (-1). Las respuestas
correctas valen cuatro (4) puntos y las respuestas en blanco cero (0) puntos.
● Si marca dos o más opciones, se considerará respuesta incorrecta (-1 punto).
● Solo puede utilizar la tabla periódica que se le entregará junto con la prueba.
● No está permitido el uso de hojas adicionales para hacer cálculos.
● Al terminar la prueba, debe entregar:
a) el cuadernillo de preguntas1
b) la hoja de respuestas.
1 Ninguna parte de este material de evaluación, incluido el diseño de la cubierta, puede ser reproducida,
almacenada o transmitida de ninguna forma, ni por ningún medio, sea este electrónico, químico, mecánico, electro-
óptico, grabación o fotocopia o cualquier otro, sin la previa autorización por parte del COMITÉ PERMANENTE DE
ORGANIZACIÓN.
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CONSTANTES, FÓRMULAS Y CONVERSIONES
NA = 6,022 x 1023 1 eV = 1,602 x 10−19 J
h = 6,626 x 10−34 J∙s K = °C + 273,15
me = 9,109 x 10−31 kg 1 atm = 760 mmHg = 760
Torr
c = 3 x 108 m∙s−1 1 atm = 101 325 Pa
F = 96 500 C/mol e− 1 pm = 10−12 m
R = 0,082 L∙atm∙mol−1∙K−1 = 8,314 J∙mol−1∙K−1
1 fg = 10−15 g 1 µg = 10−6 g
1 µL = 10−6 L 1 µM = 10−6 M
d(H2O a 20ºC)= 1g/mL 1 onza = 28,35 g
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P∙V = n∙R∙T w = −P∙ΔV, P constante
ΔG = ΔH − T∙ΔS ΔG° = − n∙F∙εº
ΔG = ΔG° + R·T·ln Q ΔHneutralización = −55,9 kJ/mol
E = h∙ν c = λ∙ν
En = −2,18 x 10−18 (1/n2) J l = h/p
k = A e –Ea/RT ε = εº − (0,0509/n) log Q
ΔU = q + w = n·Cv·ΔT A = Ɛ·b·c
ΔH = n·Cp·ΔT E = –13,6 Z2 eV/n2
ΔT=Kb·m 1/[A] =- 1/ [A]0 + k t
[A] = [A]0 – k t ln[A] = ln[A]0 – k t
𝑙𝑛 𝐾 = 𝜈𝐹𝐸°
𝑅𝑇
Psol=XsolvPosolv
P=Xsolv∙Posolv
π=cRT
Perímetro de circunferencia = L= 2 π r
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FASE 2.- NIVEL INTERMEDIO
1.- La industria cloroalcalina es una de esas industrias que todo país debe tener. El Perú
tiene una importante planta en la Provincia Constitucional del Callao. El objetivo de esta
industria es producir, principalmente, cloro gas e hidróxido de sodio por electrolisis de una
solución acuosa concentrada de cloruro de sodio en una celda de membrana. ¿Qué otros
productos se pueden generar a partir de este proceso (considerando todas las reacciones
que se producen en los electrodos y entre los productos resultantes de estos)?
a. H2 y Na2O
b. NaOCl, H2 y HCl
c. NaOCl, H2 y NaH
d. HCl, H2 y ClO.
2.- Cuando el óxido de un elemento X se mezcla con agua da lugar a una solución con un
pH ácido. Ese mismo óxido puede ponerse en presencia de un oxidante y el elemento X
puede oxidarse a un estado de oxidación superior. ¿Qué óxido de los mostrados debajo no
cumple con esa información?
a. SO2
b. Cl2O
c. P4O10
d. N2O3
Use esta información para las preguntas 3 y 4:
La plata pura tiene una densidad de 10,5 g/cm3 y una estructura cristalina basada en una
celda unidad centrada en las caras. Con esta información debe responder a las dos
preguntas siguientes.
3.- ¿Cuál es la longitud de la celda unidad de la plata?
a. 466,5 pm
b. 577,7 pm
c. 408,7 pm
d. 800,4 pm
4.-Si se pudiera hacer un hilo con todos los átomos de plata que hay en 1 g de este metal
alineados de uno en uno se podría rodear nuestro planeta varias veces. Considere un radio
promedio de la tierra en el ecuador de 6378 km. ¿Cuántas vueltas a la tierra daría,
aproximadamente, ese hilo?
a. 40 millones de vueltas
b. 1 millón de vueltas
c. 40 vueltas
d. No es cierta la afirmación. No se llegaría a dar una vuelta.
5.- Una roca contiene dos minerales en forma de sulfuro, cada uno con un metal del bloque
d diferente. Si se calienta en aire se obtiene el óxido de cada uno de ellos. La mezcla es
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soluble en una solución acuosa de ácido nítrico y ácido clorhídrico. La solución resultante es
completamente incolora. ¿Qué pares de iones metálicos mostrados debajo no son
compatibles con esa descripción?
a. Fe2+ y Co2+
b. Ag+ y Mn2+
c. Cu2+ y Zn2+
d. todas las anteriores.
6. El “acero inoxidable” se consigue cuando se mezcla hierro, carbono y un elemento que se
pasiva en presencia de oxígeno. Seleccione el elemento adecuado e indique si ese acero es
verdaderamente inoxidable.
a. Cr; no es verdaderamente inoxidable pues pasivar indica que se oxida una parte externa
b. Cr; sí es verdaderamente inoxidable pues pasivar es que la reacción con oxígeno no se
produce
c. Cu; no es verdaderamente inoxidable pues pasivar indica que se oxida una parte externa
d. Cu; sí es verdaderamente inoxidable pues pasivar es que la reacción con oxígeno no se
produce
7.- ¿Cuál de los siguientes compuestos puede obtenerse por la reacción del Cl2O en agua?
a. HClO
b. HClO2
c. HClO3
d. HClO4
8.- Indique cuál de los mostrados debajo es el hidruro más reactivo en agua.
a. NaH
b. MgH2
c. KH
d. CsH
9.- El sorbitol es un edulcorante ampliamente usado en los chicles sin azúcar. La composición
porcentual en peso del sorbitol es: 39,56% de C, 7,69% de H y el resto de oxígeno. Sabiendo
que 8 x 10-14 moles de sorbitol tienen 6,745 x 1011 átomos de H, ¿cuál es la fórmula molecular
del sorbitol?
a. C3H7O3 b. C3H10O4 c. C9H21O9 d. C6H14O6 10.- Es posible determinar la cantidad de hierro (II) en solución por medio de una titulación con permanganato potásico en medio ácido, según la reacción mostrada debajo, no balanceada:
Fe2+ + MnO4‒ + H+ → Fe3+ + Mn2+ + H2O
Al titular 200 mL de una solución A se gastaron 15 mL de una solución de permanganato potásico de concentración 0,2 mol/L. Determine cuánta masa de FeCl2 hay por cada litro de solución A (asumiendo que todo el hierro proviene de esa sal).
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a. 9,50 g b. 4,75 g c. 1,90 g d. 0,38 g 11.- Observe la secuencia de desintegración radiactiva mostrada debajo
90229𝑇ℎ → 88
225𝑅𝑎 → 89225𝐴𝑐 → 87
221𝐹𝑟 → 85217𝐴𝑡 → 83
213𝐵𝑖 → 84213𝑃𝑜
En esta secuencia: a. Se han absorbido 4 partículas α y dos β b. Se han emitido partículas α, partículas β y positrones c. Se han emitido partículas α y partículas β d. Se han emitido partículas α, partículas β y neutrones. 12.- La estabilidad termodinámica de los hidruros del bloque P disminuye al aumentar el tamaño del elemento unido al hidrógeno dentro de un mismo grupo o al disminuir de tamaño dentro de un mismo periodo. Indique cuál de las secuencias de estabilidad de hidruros no es correcta a. NH3 > PH3 > SbH3 > BiH3 b. H2O > H2Se > AsH3 > HBr c. SiH4 < PH3 < H2S < HF d. SnH4 < H2Te < H2S < HCl 13.- La primera energia de ionización (EI1) en el grupo 13 cambia de la siguiente manera B > Al ~ Ga > In < Tl. Elija una explicación a ese cambio. a. Son simplemente excepciones que confirman la regla que indica que EI1 aumenta al bajar
en un grupo. b. El efecto de llenado de los orbitales d y f afecta al tamaño de de Ga y Tl, respectivamente,
y eso resulta en una tendencia que difiere a la esperada. c. El aluminio es un metaloide y por eso tiene EI1 similar al Ga. Para el Tl ocurre un llenado
defectuoso de sus orbitales y eso resulta en una tendencia que difiere a la esperada. d. Ninguna de las anteriores.
14.- ¿Cuál de las siguientes estructuras de Lewis sería la más adecuada para la molécula N5H si esta debe tener el menor número de cargas formales?
a. (i) b. (ii) c. (iii) d. Ninguna de ellas.
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15.- Los logaritmos de las constantes de formación globales del ácido nitrilotriacético, un ligando tetradentado, con los iones Fe+2, Co+2 y Ni+2 son logB(Fe)= 8,8, logB(Co)=10,6 y logB(Ni) = 11,3. Eso significa que el ligando se complejará preferentemente con el siguiente ión: a. Fe+2 b. Co+2 c. Ni+2 d. Con los tres por igual. 16.- Para fabricar un anillo, un orfebre necesita la misma cantidad de átomos de Au y de
cobre. El orfebre ha encontrado una roca de 7,5 onzas en la cual solo el 0,25% en peso es
oro puro y el 2% es cobre. La masa total del anillo final (expresada en mg) que se puede
fabricar con esa roca es:
a. 530
b. 450
c. 700
d. 1700
17.- ¿Cuál es el pH de una solución obtenida al mezclar 50 mL de un ácido HA 0,1 mol/L y
50 mL de una solución de NaOH 0,1 mol/L?
I. Neutro, si HA es un ácido fuerte
II. Alcalino, si HA es un ácido débil
III. Neutro, si HA es un ácido débil
a. Solo I
b. Solo II
c. I y II
d. I y III
18.- Un ácido triprótico H3A tiene las siguientes constantes de disociación ácidas: 1,0 x 10−2;
1,0 x 10−6 y 1,0 x 10−10. En qué rango de pH la especie H2A− es la predominante?
a. Entre 1 y 3
b. Entre 3 y 5
c. Entre 5 y 7
d. Entre 7 y 9
19.- Dados los siguientes potenciales, ¿cuál es el valor más cercano para la constante de
equilibrio de la reacción a 298 K? Zn + Hg2+ ⇄ Zn2+ + Hg
Hg2+ + 2 e− → Hg E° = 0,85 V
Zn2+ + 2 e− → Zn E° = −0,765 V
a. 2,5 x 1054
b. 54
c. 1,8 x 10−2
d. 4,1 x 10−55
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20.- Determine la concentración de [Cl−] en una mezcla formada a partir de 600 mL de una
solución de NaCl 3,5 mol/L con 400 g de una solución de CaCl2 al 25% (en peso). Asuma
que la mezcla final ocupa un volumen de 1 litro.
a. 0,47 mg/mL
b. 7520 ppm
c. 3,0 mol/L
d. 3,9 mol/L
21.- En la siguiente reacción: Si + 2 F2 → SiF4
a. El Si se reduce a Si4+
b. El fluor es el agente reductor
c. El Si es el agente reductor
d. El fluor se oxida
22.- El potencial de la celda Bi|Bi2S3(s)|Bi2S3(ac)|Bi es 0,96 V a 25°C. Determine el
producto de solubilidad (Kps) del Bi2S3.
a. 5,2 x 10−98
b. 1,4 x 10−28
c. 5,2 x 10−18
d. 1,4 x 10−8
23.- Una solución amortiguadora se prepara a partir de 0,12 moles de ácido propiónico (Ka
= 1,3 x 10−5) y 0,1 mol de NaC3H5O2
Determine el pH de esta solución.
a. 3,85
b. 4,05
c. 4,81
d. 5,21
24.- Si a la solución anterior se añaden 25 mL de KOH 0,4 mol/L, ¿cuál será el nuevo valor
de pH?
a. 4,89
b. 4,99
c. 5,21
d. 5,81
25.-¿Cuál es la expresión correcta de la constante de solubilidad de Ag2CO3?
a. 𝐾𝑝𝑠 = [𝐴𝑔22+][𝐶𝑂3
2−]
b. 𝐾𝑝𝑠 = 1/([𝐴𝑔+]2[𝐶𝑂32−])
c. 𝐾𝑝𝑠 = 2[𝐴𝑔+] [𝐶𝑂32−]
d. 𝐾𝑝𝑠 = [𝐴𝑔+]2[𝐶𝑂32−]
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26.-El cloruro de plata es una sal de baja solubilidad en agua. Si se tiene una solución de cloruro de sodio en agua a la cual se le añade una solución concentrada de nitrato de plata, entonces … a. todos los iones presentes en la solución de partida se mantendrán disueltos en agua
independiente de la cantidad. b. precipitará el cloruro de plata tan pronto se añada una gota de nitrato de plata y también
el nitrato de sodio. c. precipitará el nitrato de plata tan pronto el producto de la concentración de iones plata y
iones cloruro sobrepase el valor de la constante de solubilidad d. todos los iones presentes en la solución acomplejarán y precipitarán. 27.-Se prepara una curva de calibración para determinar el contenido de un cromóforo a partir de los valores de absorbancia medidos en una celda de 1 cm de ancho. Si la pendiente de dicha curva es igual a 5000, ¿cuál será la concentración de una muestra problema cuyo valor de absorbancia es igual a 0,5? a. 1 mol/L b. 0,1 mmol/L c. 5 mmol/L d. 0,5 mmol/L 28.- Se tienen dos ácidos débiles monopróticos (A1 y A2) con sus respectivos valores de constante de acidez KA1 y KA2 , respectivamente, donde KA1 < KA2. Entonces se puede afirmar que… a. A1 es un ácido más fuerte que A2 b. A1 es un ácido más débil que A2 c. El pKa de A1 tiende a cero d. A2 se desprotona completamente en agua
29.- Si el valor de la entalpía de combustión del etanol, C2H5OH (l) a 25 °C es - 1 366,8 kJ/mol y se tiene las siguientes ecuaciones a 25 °C:
2 C2H5OH(l) + O2 (g) 2 C2H4O (l) + 2 H2O(l) ΔHo = 349.2kJ
3 C2H4O (l) 3 C2H4 (g) + 3
2 O2 (g) ΔHo = 654 kJ
El valor de ΔHo de la combustión del etileno C2H4 (g) a 25 °C.
a. - 654 kJ/mol
b. –1 412 kJ/mol
c. –1 062 kJ/mol
d. – 218 kJ/mol
30.- Para las reacciones de combustión de etanol, C2H5OH(l) y etileno, C2H4(g) y los datos
de la pregunta anterior, se tiene que:
I La que libera mayor energía por cada gramo de combustible es la de etanol
II La reacción más exotérmica por mol de combustible es la del etileno.
III La que produce mayor masa de agua por mol de combustible es la del etileno.
Son verdaderas:
a. Sólo I
b. Sólo I y III
c. Sólo II
d. Sólo II y III
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31.- En un calorímetro a presión constante cuya capacidad calorífica es de 100 J/°C, se colocó
100 mL de HClO4(ac) 0,8 M a 25 °C y luego 2,8 g de KOH(s), y se produjo KClO4(ac) y H2O(l).
Considere que a 25 °C y a condición estándar el valor de ΔHneutralización es de -56,2 kJ por cada
mol de agua producida; la densidad y el calor específico de las soluciones son iguales a las
correspondientes al agua (4,18 J/g·ºC). La temperatura de equilibrio de las soluciones es
aproximadamente:
a. 22 °C
b. 25 °C
c. 30 °C
d. 33 °C
32.- Un tanque de 1 m3 que contiene aire a 25 °C y 500 kPa se conecta por medio de una
válvula, a otro tanque que contiene 5 kg de aire a 35 °C y 200 kPa. Después se abre la válvula
y se deja que todo el sistema alcance el equilibrio térmico con el medio ambiente que se
encuentra a 20 °C. El volumen del segundo tanque y la presión final del aire son:
a. 1,83 m3 y 184,1 kPa
b. 2,21 m3 y 284,1 kPa
c. 3,21 m3 y 293,1 kPa
d. 3,21 m3 y 284,1 kPa
33.- Una empresa comercializa cilindros de gas helio (He) para aplicaciones industriales,
medicinales y actividades recreativas. Este gas se vende en balones rígidos de un volumen
igual a 2,30 L con una presión de 2485 kPa a 25 °C. Si se planea usar He para inflar globos
en un día soleado a 25°C. Considerando al helio como un gas ideal, ¿cuántos globos podrá
inflar con un balón de He si cada globo tiene un volumen de 1,5 L y una presión de 1,25 atm?
a. 28
b. 30
c. 32
d. 34
34.- Se introduce CO2 en un recipiente de volumen desconocido (V1) con una presión de 0,96
atm y una parte de este gas se traslada a un balón de 25 mL para generar una presión de 1
atm en dicho balón. Si luego de retirar parte del gas la presión que quedó en el primer
recipiente es 0,882 atm, ¿cuál es el volumen desconocido (V1) si todas las mediciones se
llevaron a cabo a temperatura constante? Considere comportamiento ideal para el CO2
a. 1,3 L b. 0,65 L c. 2,3 L d. 0,32 L 35.- La ecuación (no balanceada de una celda se muestra debajo:
Cr2O27 (ac) + H+(ac) + I- (ac) Cr3+(ac) + I2 (s) E° = 0,79 V
Si la fem a 25 °C de la celda es 0,89 V, al utilizar soluciones de Cr2O27 (ac) 2 M y las otras
soluciones de concentración estándar, la solución de Cr3+(ac) debe tener una concentración igual a:
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a. 1 M b. 1,2x10-4 M c. 1x10-5 M d. 2,1x10-3 M
36.- Si se quiere obtener 2000 kg de aluminio, mediante electrólisis aplicando una fem de 4,5 V, se requiere: a. 3,4x1010 kWh b. 1,34x104 kWh c. 2,68x104 KWh d. 2,14x1010 kWh 37.- Un químico disuelve 2,00 g de proteína en 100,0 mL de agua y mide que la presión osmótica es 0,021 atm a 25°C. ¿Cuál es la masa molar aproximada de la proteína? a. 7000 g/mol b. 16000 g/mol c. 23000 g/mol d. 38000 g/mol
38.- Estime la presión de vapor de una solución preparada disolviendo 50,0 g de glucosa en 500 g de agua a 37°C. La presión de vapor del agua pura es 47,1 Torr a 37°C. a. 48.4 Torr b. 46.6 Torr c. 42.1 Torr d. 39.1 Torr
39.- La constante de velocidad de primer orden de la descomposición de una sustancia en
agua es 1,45 año-1, a 12 °C. Cierta cantidad de esta sustancia es arrastrada a una laguna y
su concentración es 5,0x10-7 g/cm3, el tiempo que debe transcurrir para que la concentración
disminuya a 3,0x10-7 g/cm3 será:
a. 0,85 año
b. 0,35 año
c. 0,70 año
d. 0,27 año
40.- Al descomponerse el pentóxido de nitrógeno (N2O5) formando NO2(g) y O2(g), se tiene una cinética con una constante de velocidad igual a 1,0x10-5 s-1. Si se utiliza un litro de una solución de N2O5 0,60 M durante 20 h, la presión de O2(g) que se recoge en un recipiente de 10 L es: a. 0,804 atm b. 0,402 atm c. 0,201 atm d. 1,212 atm
41.- Para el átomo de Se, el número total de orbitales correspondientes al nivel principal n=4 es a. 9 b. 14 c. 16 d. Ninguna de las anteriores
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42.- El orden de energía de los siguientes orbitales del átomo de H es a. 1s<2s=2p<3s b. 1s<2s<2p<3s c. Depende del estado de excitación del átomo d. Ninguna de las anteriores
43.- El producto faltante en la reacción de decaimiento radiactivo 42210
84 ?Po es
a. Po206
84
b. Pb206
82
c. Pb210
82 d. Ninguna de las anteriores 44.- Al analizar 0,260 g de un óxido de nitrógeno, se obtienen 0,079 g de nitrógeno y 0,181 g de oxígeno. La fórmula empírica del compuesto es a. NO b. NO2 c. N2O4 d. NO3 45.- Indique la geometría de los pares electrónicos alrededor del átomo central y la geometría molecular de XeF2 en ese orden. a. octaédrica, angular b. octaédrica, lineal c. bipirámide trigonal, angular d. Ninguna de las anteriores
46.- Para la siguiente reacción, ¿cuál de los compuestos mostrados a continuación NO
puede ser un producto?
OH
H2SO4
100°C
a) b) c) d)
47.- De este grupo de compuestos, señale la base mas fuerte:
a. propanol b. anilina c. trfifluorometanol d. ciclopentamina
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48.-¿Cuál es el hidrógeno más ácido en la siguiente molécula?
a. S—H b. C—H c. N—H d. O—H
49.-Señale el átomo más básico en la siguiente molécula:
a. –CH3 b. =CH– c. –N= d. –NH–
50.-Los siguientes compuestos son:
a. Enantiómeros b. Isómeros constitucionales c. Diasterómeros d. La misma molécula
51.-Marque la afirmación correcta respecto a la siguiente molécula:
a. Es un isómero constitucional del benceno. b. Posee dos estereocentros c. Es un compuesto meso d. Es un enantiómero cuya configuración es (S)
52.-Estas dos estructuras corresponden a:
a. Isómeros constitucionales b. Confórmeros c. Enantiómeros d. Diasterómeros
53.-¿Cuál de las formas resonantes siguientes es la más estable?
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54.-Los compuestos mostrados tienen diferentes reactividades frente a reacciones del tipo
SN1. Elija el enunciado correcto:
Br Br Br
I II III
a. El compuesto I reacciona más rápido que los otros. b. El compuesto II reacciona más rápido que los otros. c. El compuesto III reacciona más rápido que los otros. d. Los compuestos I y III reaccionan a la misma velocidad.
55.-Entre los siguientes compuestos, elija el dieno más reactivo para una reacción de Diels-
Alder:
a.
CN
CN
b.
c.
CN
d.
CN
HO2C
56.-¿Cuál es el electrófilo que interviene en la reacción de benceno con cloruro de tert-butilo
y AlCl3?
a. CH3+
b. Cl+ c. (CH3)3C+ d. Benceno
57.-¿Cuál de las siguientes reacciones da lugar a la formación de este cetal?
OO
a) O OHOH
+
b)
OHO
+
OH
c)
OO
+
OH
d)
O
+OHOH
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58.-¿Cuál de los siguientes compuestos NO es un posible producto de la reacción
mostrada? OO
O
O
1) NaOCH2CH3
2) H3O+ ?
O
O
O
O
O O
O
O
O
O
O
O
O
a) b) c) d)
59.-La reacción entre estos compuestos es un(a):
NH2O
NH2 +OH
OH
O
O
- H2O
a. Poliéster b. Poliamida c. Policarbonato d. Polietileno
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60.-¿Cuál es la secuencia de pasos apropiada para llevar a cabo esta reacción?
Br ?
a)
b)
c)
d)
2) PPh31) BuLi 3) H
O
1) PPh3 2) BuLi 3) H
O
1) PPh3 3) BuLi2) H
O
3) PPh32) BuLi1) H
O
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Página de USO EXCLUSIVO PARA CÁLCULOS
Nada de lo que aquí escriba será considerado para su calificación
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