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Química · Comunidad Valenciana 2024

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo: 1 hora y 30 minutos

BAREMO DEL EXAMEN: El examen consta de dos bloques: bloque I de cuatro problemas (se deben contestar únicamente 2) y bloque II de seis cuestiones (se deben contestar únicamente 3). Cada problema o cuestión tiene una puntuación máxima de 2 puntos. Únicamente se corregirán los 2 primeros problemas y las 3 primeras cuestiones respondidos en el examen escrito. Se permite el uso de calculadoras siempre que no sean gráficas o programables y que no puedan realizar cálculo simbólico ni almacenar texto o fórmulas en memoria.

1Bloque I

2 puntos

Bloque IProblemas

En el laboratorio, pueden obtenerse pequeñas cantidades de dicloro,

\ce{Cl2(g)}

, haciendo reaccionar permanganato de potasio,

\ce{KMnO4(ac)}

, con cloruro de potasio,

\ce{KCl(ac)}

, en medio ácido de acuerdo con la siguiente ecuación química no ajustada:

\ce{KMnO4(ac) + KCl(ac) + H2SO4(ac) -> MnSO4(ac) + Cl2(g) + K2SO4(ac) + H2O(l)}

Datos

masas atómicas relativas: $H = 1{,}0$
$O = 16{,}0$
$Cl = 35{,}5$
$K = 39{,}1$
$Mn = 54{,}9$
$R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{K}^{-1} \cdot \text{mol}^{-1}$
$1\,\text{atm} = 760\,\text{mmHg}$

Escriba la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la reacción global ajustada, tanto en su forma iónica como molecular.1 pt

1 pt

Si se mezclan

150\,\text{mL}

de la disolución A (que contiene

2{,}5\,\text{g}

\ce{KMnO4}

y un exceso de

\ce{H2SO4}

) y

250\,\text{mL}

de la disolución B (que contiene

\ce{KCl}

a concentración

0{,}12\,\text{M}

y un exceso de

\ce{H2SO4}

), calcule el volumen de

\ce{Cl2}

producido, medido a

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

723\,\text{mmHg}

.1 pt

1 pt

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1Bloque II

2 puntos

Bloque IICuestiones

Dados los elementos A y B con números atómicos 9 y 15, respectivamente:

Escriba su configuración electrónica del estado fundamental e indique grupo y periodo al que pertenecen.0,5 pts

0,5 pts

Escriba todos los posibles valores de los números cuánticos para un electrón 2p y para un electrón 3s.0,5 pts

0,5 pts

Deduzca el ion más probable que formará cada uno de ellos y escriba su configuración electrónica del estado fundamental.0,5 pts

0,5 pts

Aplicando la regla del octete, deduzca la fórmula empírica del compuesto formado por los dos elementos A y B, e indique, razonadamente el tipo de enlace.0,5 pts

0,5 pts

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2Bloque I

2 puntos

Bloque IProblemas

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

, el cloruro de amonio,

\ce{NH4Cl(s)}

, se descompone en cloruro de hidrógeno,

\ce{HCl(g)}

, y amoníaco,

\ce{NH3(g)}

, de acuerdo con la siguiente ecuación química:

\ce{NH4Cl(s) <=> HCl(g) + NH3(g)}, \quad K_p = 16{,}4 \text{ a } 400\,^{\circ}\text{C}

En un matraz donde se ha hecho el vacío, se deposita un exceso de

\ce{NH4Cl}

y se calienta hasta alcanzar los

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

Datos

$R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{K}^{-1} \cdot \text{mol}^{-1}$

Calcule la presión total en el recipiente una vez se alcanza el equilibrio.1 pt

1 pt

En un experiment independiente, se introducen

1\,\text{mol}

\ce{HCl}

1\,\text{mol}

\ce{NH3}

en un matraz de

10\,\text{L}

de volumen y se mantiene a

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

. ¿Cuál es el número de moles de

\ce{NH4Cl}

formado al alcanzarse el equilibrio?1 pt

1 pt

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2Bloque II

2 puntos

Bloque IICuestiones

Considere las siguientes moléculas:

\ce{BF3}

\ce{CF4}

\ce{NF3}

. Responda a las siguientes cuestiones:

Datos

nombres atòmics, $Z$ : $B = 5$
$C = 6$
$N = 7$
$F = 9$
Electronegatividades: $B = 1{,}9$
$C = 2{,}4$
$N = 3{,}0$
$F = 4{,}0$

Dibuje la estructura electrónica de Lewis de cada una de las moléculas y deduzca su geometría.0,9 pts

0,9 pts

Ordene, justificadamente las moléculas

\ce{BF3}

\ce{CF4}

\ce{NF3}

por orden creciente de su ángulo de enlace.0,5 pts

0,5 pts

Discuta la polaridad de los enlaces de las tres moléculas, y deduzca si éstas tienen momento dipolar.0,6 pts

0,6 pts

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3Bloque I

2 puntos

Bloque IProblemas

El ácido benzoico (

\ce{C7H6O2}

) es un ácido monoprótico (

\ce{HA}

K_a = 6{,}25 \cdot 10^{-5}

), empleado como aditivo alimentario. Se preparan

200\,\text{mL}

de una disolución acuosa que contiene

490\,\text{mg}

del ácido.

Datos

masas atómicas relativas: $H = 1{,}0$
$C = 12{,}0$
$O = 16{,}0$

Calcule el pH de la disolución.1 pt

1 pt

Calcule el volumen de disolución de

\ce{NaOH}

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

que hay que añadir a la disolución anterior para neutralizar completamente el ácido.0,5 pts

0,5 pts

Deduzca, de manera cualitativa, si en el momento de la neutralización exacta, el pH de la mezcla es mayor o menor de

7{,}0

.0,5 pts

0,5 pts

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3Bloque II

2 puntos

Bloque IICuestiones

La combustión del etanol,

\ce{C2H6O(l)}

, se produce de acuerdo con la ecuación química siguiente:

\ce{C2H6O(l) + 3O2(g) -> 2CO2(g) + 3H2O(l)}, \quad \Delta H^0 = -1367\,\text{kJ}

Datos

masses moleculares relatives: $\ce{C2H6O} = 46$
$\ce{CO2} = 44$

Se trata de una reacción química (exotérmica/endotérmica) puesto que se produce una (liberación de energía /absorción de energía).0,5 pts

0,5 pts

Cuando se queman completamente

23\,\text{g}

de etanol, se producen __ g de

\ce{CO2}

.0,5 pts

0,5 pts

Escriba la ecuación química correspondiente a la variación de entalpía de formación estándar (

\Delta H_f^0

) del etanol.0,5 pts

0,5 pts

Teniendo en cuenta la reacción de combustión del etanol, calcule la variación de entalpía estándar para la reacción:

\ce{4CO2(g) + 6H2O(l) -> 2C2H6O(l) + 6O2(g)}

0,5 pts

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4Bloque I

2 puntos

Bloque IProblemas

En determinados dispositivos pirotécnicos se utiliza una mezcla de aluminio en polvo,

\ce{Al(s)}

, y perclorato de amonio,

\ce{NH4ClO4(s)}

. La mezcla reacciona de acuerdo con la siguiente ecuación química:

\ce{3Al(s) + 3NH4ClO4(s) -> Al2O3(s) + AlCl3(s) + 6H2O(g) + 3NO(g)}

Datos

entalpías de formación estándar, $\Delta H_f^0\,(\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1})$ : $\ce{Al2O3(s)} = -1668{,}8$
$\ce{NH4ClO4(s)} = -294{,}1$
$\ce{AlCl3(s)} = -704{,}2$
$\ce{NO(g)} = +90{,}3$
$\ce{H2O(g)} = -241{,}8$
masas atómicas relativas: $H = 1{,}0$
$N = 14{,}0$
$O = 16{,}0$
$Al = 27{,}0$
$Cl = 35{,}5$

Calcule la variación de entalpía estándar del proceso, expresada en

\text{kJ}

por mol de aluminio.1 pt

1 pt

¿Cuántos gramos de

\ce{Al}

\ce{NH4ClO4}

se necesitan para que su reacción libere

2000\,\text{kJ}

de energía? Calcule el porcentaje en masa de cada compuesto en la mezcla.1 pt

1 pt

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4Bloque II

2 puntos

Bloque IICuestiones

Teniendo en cuenta los potenciales estándar de reducción, responda razonadamente si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos:

Datos

potenciales estándar de reducción, $E^0\,(\text{V})$ : $\ce{Al^{3+}/Al} = -1{,}68$
$\ce{Zn^{2+}/Zn} = -0{,}76$
$\ce{Cd^{2+}/Cd} = -0{,}40$
$\ce{H+/H2} = 0{,}0$
$\ce{Cu^{2+}/Cu} = +0{,}34$

Una barra de zinc es estable en una disolución acuosa de

\ce{CdSO4}

1\,\text{M}

.0,5 pts

0,5 pts

Al mezclar una disolución de

\ce{CuSO4}

1\,\text{M}

con una de

\ce{CdSO4}

1\,\text{M}

, se forma cobre metálico.0,5 pts

0,5 pts

El cobre metálico no se disuelve en una disolución acuosa de

\ce{HCl}

1\,\text{M}

.0,5 pts

0,5 pts

Una disolución que contenga

\ce{Zn^{2+}(ac)}

1\,\text{M}

se puede guardar en una botella de aluminio.0,5 pts

0,5 pts

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2 puntos

Bloque IICuestiones

La siguiente tabla muestra datos de velocidad de la siguiente reacción química:

\ce{2NO(g)} + \ce{H2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{N2O(g)} + \ce{H2O(g)}

[NO] (mol\cdotL⁻¹) [H₂] (mol\cdotL⁻¹) Velocidad (mol\cdotL⁻¹\cdotmin⁻¹) 0,150 0,80 0,500 0,075 0,80 0,125 0,150 0,40 0,250

Escriba la ley de velocidad para la reacción.0,8 pts

0,8 pts

Determine el valor de la constante de velocidad.0,6 pts

0,6 pts

Si el recipiente donde tiene lugar la reacción se comprime hasta la mitad de volumen, manteniendo la temperatura constante, la velocidad de la reacción, ¿aumenta, disminuye o permanece constante? Justifique la respuesta.0,6 pts

0,6 pts

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2 puntos

Bloque IICuestiones

Nombre y formule los compuestos A, B, C y D. Indique el tipo de reacción en cada caso.1,4 pts

1,4 pts

a.1

\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH(OH)}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH3} \xrightarrow{\ce{H2SO4}, \text{calor}} \mathbf{A} + \ce{H2O}

a.2

\mathbf{B} \xrightarrow{\ce{KMnO4}, \text{calor}} \ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CO}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH3}

a.3

\mathbf{C} + \mathbf{D} \xrightarrow{\ce{H+}, \text{catalizador}} \ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{COO}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH3} + \ce{H2O}

Dibuje la fórmula estructural de una molécula orgánica que contenga 5 átomos de C, 10 átomos de H y 2 átomos de O. Indique los grupos funcionals que contiene esta molécula.0,6 pts

0,6 pts

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[NO] (mol·L⁻¹)	[H₂] (mol·L⁻¹)	Velocidad (mol·L⁻¹·min⁻¹)
0,150	0,80	0,500
0,075	0,80	0,125
0,150	0,40	0,250

Instrucciones

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