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Química · Comunidad Valenciana 2022

10 ejercicios

1Bloque I

2 puntos

Bloque I

En la fabricación del ácido sulfúrico, una de las etapas consiste en transformar el

\ce{SO2}

\ce{SO3}

en virtud de la siguiente ecuación química:

\ce{2SO2(g) + O2(g) -> 2SO3(g)}

Un reactor de

150

litros contiene aire (

20\,\%

vol.

\ce{O2}

80\,\%

vol.

\ce{N2}

) a una presión total de

2\,\text{atm}

y temperatura de

125\,^{\circ}\text{C}

. En dicho reactor se introducen

2

moles de

\ce{SO2}

. La reacción, a esta temperatura, tiene un rendimiento del

75\,\%

a)1,2 pts

Calcule cuántos moles de

\ce{SO2}

\ce{O2}

han sobrado, así como la masa (en gramos) de

\ce{SO3}

obtenido.

b)0,8 pts

Calcule la presión parcial de cada uno de los gases de la mezcla final (

\ce{N2}

\ce{O2}

\ce{SO2}

\ce{SO3}

) a la temperatura indicada, así como la presión total en el interior del reactor.

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1Bloque II

2 puntos

Bloque II

Considere los elementos A, B, C y D, cuyos números atómicos son

16

17

18

19

, respectivamente. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:

a)0,5 pts

Escriba la configuración electrónica en estado fundamental de cada uno de los elementos propuestos, e indique a qué grupo y periodo de la tabla periódica pertenece cada uno.

b)0,5 pts

Ordene los elementos por orden creciente de su primera energía de ionización.

c)0,5 pts

Indique el ion más estable que podría formarse a partir de cada uno de los cuatro elementos propuestos y escriba su configuración electrónica.

d)0,5 pts

Deduzca la fórmula molecular del compuesto que se formaría entre los elementos A y B aplicando la regla del octeto y discuta el tipo de enlace que les une.

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2Bloque I

2 puntos

Bloque I

Un reactor de

10

litros a

1000\,^{\circ}\text{C}

contiene una mezcla en equilibrio formada por

6{,}3\,\text{mol}

\ce{CO2}

2{,}1\,\text{mol}

\ce{H2}

8{,}4\,\text{mol}

\ce{CO}

y un número indeterminado de moles de

\ce{H2O}

. La presión total del reactor es

209\,\text{atm}

a)1 pts

Calcule

K_c

K_p

para el equilibrio

\ce{CO2(g) + H2(g) <=> CO(g) + H2O(g)}

1000\,^{\circ}\text{C}

b)1 pts

Si se extraen del reactor los gases

\ce{CO}

\ce{H2O}

en su totalidad, calcule la cantidad (en moles) de las cuatro sustancias una vez se haya alcanzado el nuevo equilibrio.

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2Bloque II

2 puntos

Bloque II

Responda a las siguientes cuestiones sobre estructura molecular:

a)0,6 pts

Dibuje las estructuras electrónicas de Lewis para las moléculas

\ce{CF4}

\ce{F2CO}

\ce{CO2}

b)0,8 pts

Indique razonadamente la geometría de las tres moléculas del apartado anterior y ordene de menor a mayor los ángulos de las moléculas (

\ce{F-C-F}

del

\ce{CF4}

\ce{F-C-F}

del

\ce{F2CO}

\ce{O-C-O}

del

\ce{CO2}

c)0,6 pts

Razone qué molécula/s del apartado (a) es/son polares.

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3Bloque I

2 puntos

Bloque I

Se dispone de una disolución A de ácido clorhídrico comercial de densidad

1{,}19\,\text{kg} \cdot \text{L}^{-1}

y riqueza

38\,\%

en masa. Para preparar una segunda disolución B, se toman

10{,}0\,\text{mL}

de la disolución A, diluyéndose con agua destilada hasta un volumen final de

15{,}0

litros.

a)0,7 pts

Calcule la concentración (en

\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}

) del ácido clorhídrico comercial (disolución A).

b)0,6 pts

Calcule la concentración (en

\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}

) de la disolución B y su pH.

c)0,7 pts

50{,}0\,\text{mL}

de la disolución B, se añaden

25{,}0\,\text{mL}

de una disolución

0{,}01\,\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}

\ce{Ca(OH)2}

. Calcule el pH de la disolución final. Considere que los volúmenes son aditivos.

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3Bloque II

2 puntos

Bloque II

Para el siguiente sistema en equilibrio en fase gaseosa:

\ce{2NOCl(g) <=> 2NO(g) + Cl2(g)}

, responda razonadamente a las siguientes cuestiones:

a)0,5 pts

Si se extrae del reactor parte del

\ce{Cl2(g)}

, ¿la relación

[\ce{NOCl}]/[\ce{NO}]

aumenta, disminuye o permanece constante?

b)0,5 pts

Se observa que al aumentar la temperatura se forma más

\ce{NOCl}

. ¿La reacción es exotérmica o endotérmica?

c)0,5 pts

Si se desea aumentar la cantidad de

\ce{NOCl}

, manteniendo constante la temperatura, ¿se ha de aumentar o disminuir el volumen del reactor?

d)0,5 pts

En un reactor a volumen y temperatura constantes se introducen inicialmente

\ce{NOCl}

\ce{Cl2}

. Razone si la presión total en el equilibrio será mayor, menor o igual que la inicial.

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4Bloque I

2 puntos

Bloque I

A escala laboratorio, se pueden obtener pequeñas cantidades de cloro gaseoso mediante la reacción (no ajustada):

\ce{K2Cr2O7(ac) + HCl(ac) -> CrCl3(ac) + Cl2(g) + KCl(ac) + H2O(l)}

a)1 pts

Escriba la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la ecuación química global ajustada.

b)1 pts

Si se hace reaccionar

125\, \text{mL}

\ce{HCl}

1\,\text{M}

con un exceso de

\ce{K2Cr2O7}

, ¿cuántos litros de

\ce{Cl2}

se obtendrán, medidos a

1\,\text{atm}

de presión y

20\,^{\circ}\text{C}

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4Bloque II

2 puntos

Bloque II

Responda a las siguientes cuestiones sobre química ácido-base:

a)0,5 pts

Se dispone de tres disoluciones: una de

\ce{HIO3}

, otra de

\ce{HClO}

y una tercera de

\ce{HNO2}

, las tres a la misma concentración molar inicial del ácido. Razone cuál de estas disoluciones tendrá un mayor valor del pH.

b)0,5 pts

Ordene justificadamente, de menor a mayor basicidad, las bases conjugadas de los tres ácidos anteriores.

c)0,5 pts

Razone si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: “El pH de una disolución de

\ce{HNO2}

0{,}1\,\text{M}

es igual al de una disolución de

\ce{HCl}

de igual concentración”.

d)0,5 pts

Razone si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: “Si a

20{,}0\,\text{mL}

de una disolución de

\ce{HClO}

0{,}2\,\text{M}

se les añaden

40{,}0\,\text{mL}

de una disolución de

\ce{NaOH}

0{,}1\,\text{M}

, la mezcla final tendrá un pH neutro”.

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2 puntos

Bloque II

Responda a las siguientes cuestiones sobre reactividad y formulación orgánica:

a)0,8 pts

Nombre los siguientes compuestos y razone cuál de ellos puede dar lugar a una cetona por oxidación.

a.1)

\ce{CH3-CH2-CHO}

a.2)

\ce{CH3-CH2-O-CH3}

a.3)

\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH3}

b)1,2 pts

Complete las siguientes reacciones químicas y nombre todos los compuestos orgánicos que se obtienen como productos en las mismas:

Flechas de reacción para los apartados b1, b2 y b3 con sus respectivos reactivos y condiciones (H+ y H2SO4 con calor).

b.1)

\ce{CH3-CH2Cl + NH3 ->}

b.2)

\ce{HCOOH + CH3-CH2-CH2OH ->[H+]}

b.3)

\ce{CH3-CH(OH)-CH3 ->[H2SO4, calor]}

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2 puntos

Bloque II

Considere la reacción:

\ce{3A(g) + 2B(g) -> 2C(g)}

. Se ha observado que, al duplicar la concentración de A, la velocidad de la reacción aumenta cuatro veces mientras que, al disminuir la concentración de B a la mitad, la velocidad disminuye en esa misma proporción.

a)0,5 pts

Obtenga razonadamente la ley de velocidad de la reacción.

b)0,5 pts

Cuando las concentraciones iniciales de A y B fueron

0{,}1\,\text{M}

0{,}05\,\text{M}

, respectivamente, la velocidad inicial de la reacción resultó ser

2{,}82 \cdot 10^{-4}\,\text{M} \cdot \text{s}^{-1}

. Calcule el valor de la constante de velocidad.

c)0,5 pts

En las condiciones del apartado b), calcule la velocidad de desaparición de A y la velocidad de aparición de C.

d)0,5 pts

Justifique por qué la velocidad de la reacción aumenta con la temperatura.

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Ejercicio 1 · Bloque I

Ejercicio 1 · Bloque II

Ejercicio 2 · Bloque I

Ejercicio 2 · Bloque II

Ejercicio 3 · Bloque I

Ejercicio 3 · Bloque II

Ejercicio 4 · Bloque I

Ejercicio 4 · Bloque II

Ejercicio 5

Ejercicio 6