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la cuevadel empollón
QuímicaAragónPAU 2025Extraordinaria

Química · Aragón 2025

5 ejercicios

Instrucciones

El examen consta de 5 preguntas y la calificación máxima de cada pregunta es de 2 puntos. Las preguntas 1 y 2 son obligatorias, y las preguntas 3, 4 y 5 ofrecen la posibilidad de elección entre apartados según se indica en cada una. Si se responde a más de un apartado optativo de una pregunta, sólo se corregirá aquel que se haya contestado en primer lugar, a no ser que se haya tachado.

Ejercicio 1

1
2 puntos
Las reacciones químicas fusionadas (“fused chemical reactions”) son reacciones químicas, que después de iniciarse, tardan un tiempo antes de que se empiecen a producir cantidades significativas de los productos finales, es decir, no tienen lugar nada más mezclarse los reactivos. Este tipo de reacciones tienen aplicaciones en la industria farmacéutica para la liberación de fármacos de forma controlada, en la industria agrícola en la gestión de fertilizantes, y también tienen uso en la industria petrolera para tratar problemas de obstrucción de tuberías, especialmente en aguas profundas donde las temperaturas son extremadamente bajas y se forman depósitos de parafinas (ceras) y asfaltenos (compuestos pesados del petróleo). Para solucionar el problema de la obstrucción de las tuberías se pueden utilizar reacciones químicas fusionadas altamente exotérmicas que suministren mucho calor en las zonas donde sea necesario y así se fundan y redisuelvan los depósitos de cera. Un ejemplo de este tipo de reacciones usadas en la industria petrolera es la reacción de los cationes amonio con los aniones nitrito en disolución acuosa a 25∘C25^\circ\text{C}:NHX4X+(aq)+NOX2X−(aq)→NX2(g)+2 HX2O(l)\ce{NH4+ (aq) + NO2- (aq) -> N2 (g) + 2H2O (l)}Un estudio previo sobre la cinética de esta reacción indicó que es de orden 1 respecto a los cationes amonio, y ahora se han realizado dos experimentos más para determinar el orden de reacción respecto a los nitritos:
Tubería submarina con depósitos de parafinas y asfaltenos.
Experimento[NHX4X+]0[\ce{NH4+}]_0 (mol·L⁻¹)[NOX2X−]0[\ce{NO2-}]_0 (mol·L⁻¹)V0V_0 (mol·L⁻¹·s⁻¹)
10,010,205,40·10⁻⁷
20,010,401,08·10⁻⁶
a
Determine el orden de reacción respecto a los aniones nitritos, así como el orden total de la reacción, y escriba la ecuación de velocidad para esta reacción.0,75 pts
b
Calcule la constante de velocidad, kk, y especifique sus unidades.0,5 pts
c
Calcule el valor de la velocidad de reacción en el momento en el que [NHX4X+]=5⋅10−3 M[\ce{NH4+}] = 5 \cdot 10^{-3}\,\text{M} y [NOX2X−]=0,1 M[\ce{NO2-}] = 0{,}1\,\text{M}. ¿Cómo afecta la disminución de las concentraciones a la velocidad de la reacción?, y ¿cómo afectaría a la velocidad la adición de un catalizador?0,75 pts
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Seleccione, de forma razonada, aquella reacción o reacciones en las que se cumpla lo que se indica en cada apartado: i) HX2(g)+ClX2(g)⇌2 HCl(g)\ce{H2 (g)} + \ce{Cl2 (g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{2HCl (g)} ΔH∘<0\Delta H^\circ < 0 ii) 2 NaHCOX3(s)→NaX2COX3(s)+COX2(g)+HX2O(g)\ce{2NaHCO3 (s)} \mathrel{\ce{->}} \ce{Na2CO3 (s)} + \ce{CO2 (g)} + \ce{H2O (g)} ΔH∘>0\Delta H^\circ > 0 iii) SOX2(g)+CaO(s)→CaSOX3(s)\ce{SO2 (g)} + \ce{CaO (s)} \mathrel{\ce{->}} \ce{CaSO3 (s)} ΔH∘<0\Delta H^\circ < 0 iv) C(s)+OX2(g)→COX2(g)\ce{C (s)} + \ce{O2 (g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{CO2 (g)} ΔH∘<0\Delta H^\circ < 0 v) PClX5(g)⇌PClX3(g)+ClX2(g)\ce{PCl5 (g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{PCl3 (g)} + \ce{Cl2 (g)} ΔH∘>0\Delta H^\circ > 0
a
La posición de equilibrio no se verá afectada al duplicar el volumen del recipiente.0,4 pts
b
Se cumple que Kp=Kc/(RT)K_p = K_c / (RT).0,4 pts
c
El rendimiento será el mismo al añadir más cantidad de todos los reactivos.0,4 pts
d
El rendimiento se reducirá al disminuir la temperatura.0,4 pts
e
El rendimiento aumentará al añadir un catalizador.0,4 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos

Responda solo a uno de estos dos apartados (3B o 3C).

Datos
  • S∘(J⋅mol−1⋅K−1):NHX3(g)=192,5S^\circ (\text{J} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}): \ce{NH3 (g)} = 192{,}5
  • NX2(g)=191,5\ce{N2 (g)} = 191{,}5
  • HX2(g)=130,7\ce{H2 (g)} = 130{,}7
a
La entalpía de formación (ΔHf∘\Delta H_f^\circ) de un mol de amoniaco gaseoso es −46 kJ-46\,\text{kJ} a 298 K298\,\text{K}. Escriba y ajuste la reacción química correspondiente a esa entalpía y calcule la entropía de la misma. Razone si el proceso de formación de amoniaco será espontáneo a esa temperatura.1,5 pts
b
Si una reacción sólo es espontánea a temperaturas muy bajas, ¿qué se puede decir de los signos de la entalpía y de la entropía de reacción? Justifique la respuesta.0,5 pts
c
Al disolver un determinado sólido en agua en un vaso metálico se comprueba que el cambio de entalpía es positivo. ¿Se puede decir que en este proceso de disolución se absorberá calor del entorno que lo rodea y que el vaso se sentirá caliente? Razone la respuesta.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos

Responda solo a uno de estos dos apartados (4A o 4B).

a
Se prepara una disolución de concentración 5,9⋅10−3 M5{,}9 \cdot 10^{-3}\,\text{M} de un ácido monoprótico HA, que tiene un pH de 3,453{,}45.2 pts
a.1
Calcule la concentración de todas las especies presentes en dicha disolución.0,5 pts
a.2
Calcule el grado de disociación del ácido HA.0,5 pts
a.3
Calcule el valor de la constante del ácido (KaK_a) y de la constante KbK_b de su base conjugada.1 pt
b
Para determinar el contenido de hierro en un mineral se puede hacer reaccionar el FeX2+\ce{Fe^{2+}} presente en el mismo con permanganato de potasio en medio ácido convirtiéndolo en FeX3+\ce{Fe^{3+}}:MnOX4X−+FeX2++HX+→MnX2++FeX3++HX2O\ce{MnO4- + Fe^{2+} + H+ -> Mn^{2+} + Fe^{3+} + H2O}2 pts
Datos
  • Masa atómica: Fe=56\text{Fe} = 56
b.1
Ajuste por el método del ión-electrón la reacción redox que se produce, indicando cuál es el agente oxidante y cuál es el agente reductor.1 pt
b.2
Se analizan 10,2 g10{,}2\,\text{g} de una muestra de un mineral de hierro, y se supone que todo el hierro presente está en forma de FeX2+\ce{Fe^{2+}}. Para transformarlo completamente se necesitan 42 mL42\,\text{mL} de una disolución 0,25 M0{,}25\,\text{M} de permanganato de potasio. Determine el porcentaje de hierro en el mineral.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos

Responda solo a uno de estos dos apartados (5A o 5B).

a
2 pts
Datos
  • Energía de red del CaO(s)\ce{CaO (s)}: ΔHred=−3411 kJ⋅mol−1\Delta H_{\text{red}} = -3411\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • Entalpía estándar de formación del CaO(s)\ce{CaO (s)}: ΔHf∘=−635 kJ⋅mol−1\Delta H_f^\circ = -635\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • Entalpía de sublimación del Ca(s)\ce{Ca (s)}: ΔHsub(Ca)=178 kJ⋅mol−1\Delta H_{\text{sub}}(\ce{Ca}) = 178\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • 1ª energía de ionización del Ca(g)\ce{Ca (g)}: EI1=596 kJ⋅mol−1EI_1 = 596\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • 2ª energía de ionización del Ca(g)\ce{Ca (g)}: EI2=1152 kJ⋅mol−1EI_2 = 1152\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • 1ª Afinidad electrónica del O(g)\ce{O (g)}: AE1=−141 kJ⋅mol−1AE_1 = -141\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
  • 2ª Afinidad electrónica del O(g)\ce{O (g)}: AE2=744 kJ⋅mol−1AE_2 = 744\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}
a.1
Dibuje el ciclo de Born-Haber para la formación del CaO(s)\ce{CaO (s)}.1,5 pts
a.2
Determine la entalpía de disociación del OX2(g)\ce{O2 (g)} a partir de los datos proporcionados.0,5 pts
b
Conteste de forma razonada a las siguientes cuestiones:2 pts
b.1
¿Por qué el punto de ebullición del NHX3\ce{NH3} es mucho mayor que el del PHX3\ce{PH3}?0,5 pts
b.2
Deduzca la hibridación del átomo central de la molécula de PHX3\ce{PH3}.0,5 pts
b.3
¿Son correctos los siguientes conjuntos de números cuánticos (n,l,ml)(n, l, m_l) para un orbital? Si un conjunto es correcto indique a qué tipo de orbital pertenece, y si no lo es proponga una sola modificación para que la combinación sea correcta. i) (2,2,1)(2, 2, 1) ii) (2,1,0)(2, 1, 0) 0,5 pts
b.4
Escriba la configuración electrónica del elemento químico con número atómico 32 e identifíquelo indicando a qué grupo y periodo pertenece. ¿Este elemento tendrá menor o mayor radio atómico que el bromo?0,5 pts
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