El examen incluye tabla periódica como anexo. L’examen està format per 5 preguntes. La primera pregunta és obligatòria, mentre que a les preguntes 2, 3, 4 i 5 només s’ha de respondre un dels dos apartats proposats. S’avaluarà la coherència, la cohesió i la correcció gramatical, lèxica i ortogràfica, així com la presentació de les respostes.
Es requereix utilitzar bolígraf de tinta blava o negra. Es pot fer servir la taula periòdica adjunta i una calculadora convencional (no programable).
Cada pregunta val 2 punts. Temps disponible: 90 minuts.
Ejercicio 1
Ejercicio1
2 puntos
El premio Nobel de Química del año 2024 fue concedido conjuntamente al investigador David Baker, por el diseño computacional de proteínas, y a los investigadores Demis Hassabis y John M. Jumper, por la predicción de la estructura de proteínas (figura 1). Uno de los aminoácidos que forman parte de las proteínas de los seres vivos es la alanina (figura 2).
a
Determina el peso molecular de la alanina.
b
Identifica dos grupos funcionales presentes en la molécula de la alanina.
c
Formula o nombra los compuestos siguientes:
c.i
NHX4Cl
c.ii
Ácido nítrico
d
En el laboratorio, se pretende valorar un ácido débil monoprótico del tipo R−COOH de concentración desconocida con una disolución de NaOH0,5M. Explica el procedimiento experimental que seguirías para llevar a cabo la valoración ácido-base.
El ácido hipocloroso (HClO) es considerado un desinfectante muy potente y, por este motivo, es ampliamente utilizado para la desinfección en muchos centros sanitarios a raíz de la covid. Este ácido, muy a menudo, se utiliza en disoluciones de concentración 0,05M.
a
Calcula la constante de acidez del ácido hipocloroso, sabiendo que a 25∘C una disolución acuosa 0,30M de este ácido tiene un pH de 4,02.
b
Se valoran 40mL de una disolución de HClO0,05M con una disolución de hidróxido de sodio (NaOH) de concentración 0,1M.
b.i
Escribe la reacción de neutralización del ácido hipocloroso.
b.ii
Calcula el volumen de NaOH0,1M necesario para alcanzar el punto de equivalencia en la valoración anterior.
La molécula de dicloro (ClX2) en estado gaseoso es un compuesto de gran importancia en la industria química. Uno de los métodos de obtención de dicloro gaseoso es a partir de la oxidación de ácido clorhídrico (HCl) con ácido nítrico (HNOX3). Se obtienen, además del ClX2,NOX2 y agua.
a
Escribe y ajusta por el método del ion-electrón la reacción química, en forma iónica, que tiene lugar en este proceso.
b
Calcula el volumen de ClX2, en litros, que se obtendrá, a 25∘C y a 1atm, si se hacen reaccionar 500mL de una disolución de HCl2M con HNOX3 en exceso, suponiendo un rendimiento de la reacción del 80%.
Considera las especies siguientes: Na,CHX4,KCly HX2O.
Selecciona la especie química que:
a
presenta interacciones de van der Waals y es un gas a temperatura ambiente;
b
presenta una elevada conductividad eléctrica cuando se encuentra en estado sólido;
c
presenta interacciones tipo enlace de hidrógeno y se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente;
d
es buen conductor de la electricidad cuando se encuentra en disolución, pero es muy mal conductor en estado sólido.
En todos los casos justifica, de manera razonada, la elección de la especie química seleccionada.
El óxido de cobre (I) (CuX2O) fue la primera sustancia utilizada como semiconductor antes de la implantación de los derivados del silicio. Actualmente todavía tiene múltiples aplicaciones industriales como pigmento, fungicida, antiincrustante, etc. Este compuesto se puede obtener a partir de la descomposición del óxido de cobre (II) (CuO) mediante la siguiente reacción química ajustada:4CuO(s)2CuX2O(s)+OX2(g)con ΔH0<0En un recipiente, inicialmente vacío, de 2L de capacidad, se introducen 4,90g de CuO y se calienta hasta una temperatura de 1025∘C; cuando se alcanza el equilibrio químico, la presión total dentro del recipiente es de 0,5atm.
a
Calcula los moles de OX2 que se habrán formado.
b
Calcula los valores de Kpy Kc.
c
Si el mismo proceso se repite dentro de un recipiente de 1L de capacidad, manteniendo todos los otros parámetros constantes, ¿se obtendrá más o menos cantidad de CuX2O? Justifica la respuesta.
Indica, de manera razonada, para cada par de compuestos orgánicos, si estos compuestos son isómeros. En caso afirmativo, explica el tipo de isomería que se da en cada uno de los casos:
El metanol (CHX3OH), además de ser empleado para la síntesis de otros compuestos químicos, se utiliza principalmente para elaborar combustibles, disolventes y anticongelantes. El metanol se puede obtener industrialmente a partir de CO y HX2, mediante el proceso químico siguiente:CO(g)+2HX2(g)CHX3OH(g)Considerando las reacciones químicas siguientes:
i) CO(g)+21OX2(g)COX2(g)ΔHIo=−283,0kJ mol−1ii) CHX3OH(g)+23OX2(g)COX2(g)+2HX2O(g)ΔHII∘=−764,4kJ mol−1iii) HX2(g)+21OX2(g)HX2O(g)ΔHIII∘=−285,8kJ mol−1
a
Calcula la entalpía de la reacción de obtención del metanol a partir de COy HX2.
b
¿Qué cantidad de energía se cederá o se absorberá para obtener 1kg de metanol?
El dióxido de azufre (SOX2) se origina principalmente durante la combustión de combustibles fósiles que contienen azufre, aunque también se puede producir a partir de la descomposición del trióxido de azufre (SOX3) según la siguiente reacción química ajustada:SOX3(g)SOX2(g)+21OX2(g)
Datos
Entalpías estándar de formación a 298K:ΔHf∘(SOX3,g)=−395,2kJ mol−1
ΔHf∘(SOX2,g)=−296,1kJ mol−1
a
Calcula la entalpía de la reacción anterior a 298K.
b
Si se sabe que el valor de la entropía (ΔSo), a 298K, para la anterior reacción química es de 94,8J K−1 mol−1; indica, de manera razonada, si esta reacción es espontánea a la temperatura mencionada.
c
En la ficha de seguridad del compuesto SOX2 aparece el pictograma siguiente. Indica su significado.
