PUNTUACIÓN QUE SE OTORGARÁ A ESTE EJERCICIO: (véanse las distintas partes del examen)

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Responda a 5 preguntas cualesquiera de entre las 10 propuestas. La calificación máxima de cada pregunta es 2 puntos.

1. (2 puntos)
a) Complete la siguiente tabla con el valor o los valores posibles para varias combinaciones de números cuánticos. Explique razonadamente el porqué de los valores que introduce. (1 punto)

b) ¿Qué combinación de números cuánticos (A-D) del apartado anterior sería posible para el electrón más energético de un elemento del grupo 17 en su estado fundamental? Indique de qué elemento se trataría y escriba su configuración electrónica completa en su estado fundamental. Justifique todas las respuestas. (1 punto)

Solución

2. (2 puntos) Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Las moléculas AlCl₃ y PCl₃ tienen la misma geometría y las dos son polares. (1 punto)
b) El anión S^2- tiene un radio iónico menor que el del anión Cl^-. (0,5 puntos)
c) Las siguientes especies son isoelectrónicas: K⁺, Ar y Cl^-. (0,5 puntos)

Solución

3. (2 puntos) En el laboratorio se encuentra una botella con una disolución de HNO₃ en cuya etiqueta se indica que es del 35% de riqueza en masa y que tiene una densidad de 1,12 g·mL^-1.
a) Calcule la concentración molar de la disolución de HNO₃ de la botella. (0,75 puntos)
b) Se quieren neutralizar 10 mL de esa disolución de HNO₃, y para ello se añaden 300 mL de una disolución 0,25 M de NaOH. ¿Se ha logrado una neutralización exacta? Calcule el pH de la disolución resultante. (Suponga que los volúmenes son aditivos) (1,25 puntos)
Datos: Masas atómicas: H = 1, N = 14, O = 16.

Solución

4. (2 puntos)
a) Se preparan dos disoluciones de la misma concentración de dos ácidos débiles monopróticos, HA y HB. Al analizar las concentraciones en cada equilibrio, se observa que la [A^-] es menor que la [B^-]. ¿Cuál de los dos ácidos, HA o HB, será el ácido más débil? ¿Y cuál de ellos tendrá la Ka más grande? Razone la respuesta. (0,8 puntos)
b) Ordene de menor a mayor valor de pH las disoluciones acuosas de concentración 0,1 M de las siguientes sustancias: NaNO₂, NH₄Cl, HNO₃, NaCl, KOH. Razone la respuesta. (1,2 puntos)
Datos: Kb (NH₃) = 1,8·10^-5; Ka (HNO₂) = 4,4·10^-4.

Solución

5. (2 puntos) A una muestra de latón (aleación de Znº y Cuº) se le añade ácido clorhídrico:
a) ¿El ácido clorhídrico reaccionará con ambos metales? Razone la respuesta. Escriba y ajuste sólo la reacción o reacciones que se producirían de forma espontánea. (1 punto)
b) Al tratar 35 g de latón con ácido clorhídrico, se desprenden 5,2 L de hidrógeno gas, medidos a 760 mm Hg y 25 ºC. Calcule la composición de la aleación, exprésela como porcentaje en masa de Zn y de Cu. (1 punto)
Datos: εº(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V; εº(Zn²⁺/Zn) = –0,76 V; εº(H⁺/H₂) = 0,0 V. Masas atómicas: Zn = 65,4, Cu = 63,5. R = 0,082 atm L mol^-1 K^-1.

Solución

6. (2 puntos)
a) Indique, justificando la respuesta, si las siguientes semirreacciones (no ajustadas) corresponden a una oxidación o a una reducción:
i) S --> SO₄^2- (0,25 puntos)
ii) NO₂^- --> NO (0,25 puntos)
iii) MnO₂ --> Mn²⁺ (0,25 puntos)
iv) Cr³⁺ --> Cr₂O₇^2- (0,25 puntos)
b) Ajuste la siguiente reacción por el método del ión-electrón, tanto en su forma iónica como molecular, e indique el agente oxidante y el reductor. (1 punto)
         K₂Cr₂O₇ + Ag + HCl --> CrCl₃ + AgCl + KCl + H₂O

Solución

7. (2 puntos)
a) Considere la siguiente reacción y responda razonadamente a las preguntas planteadas:
          3 Fe (s) + 4 H₂O (g) <-- --> Fe₃O₄ (s) + 4 H₂ (g)       ΔHº< 0
i) ¿Qué efecto tendría en el equilibrio un aumento de la temperatura? (0,5 puntos)
ii) Si se añade más H₂O, ¿el rendimiento de la reacción se verá afectado? ¿en qué sentido? (0,5 puntos)
b) ¿Cómo afectará al equilibrio de las siguientes reacciones un aumento de volumen del recipiente manteniendo la temperatura constante? ¿Este cambio modificará la Kc de las reacciones? Justifique las respuestas. (1 punto)
i) N₂ (g) + O₂ (g) <-- --> 2 NO (g)
ii) H₂ (g) + I₂ (s) <-- --> 2 HI (g)

Solución

8. (2 puntos) En un recipiente de 3 L se introducen 15,4 g de CO₂ y una cantidad desconocida de H₂S, y se calienta todo a 425 ºC. El equilibrio que se establece es el siguiente:
        CO₂ (g) + H₂S (g) <-- --> COS (g) + H₂O (g)
Una vez alcanzado el equilibrio, la presión total del sistema es de 11,5 atm y hay 12 g de COS. Calcule:
a) Los gramos de H₂S que se introdujeron inicialmente. (1,2 puntos)
b) El valor de Kc y Kp a esa temperatura. (0,8 puntos)
Datos: Masas atómicas: C = 12, O = 16, S = 32, H = 1. R = 0,082 atm L mol^-1 K^-1.

Solución

9. (2 puntos) La combustión de metanol líquido (CH₃OH) produce dióxido de carbono gaseoso y agua líquida, y la entalpía molar estándar de la reacción es de –726 kJ/mol.
a) Escriba y ajuste la ecuación de combustión del metanol. (0,5 puntos)
b) Calcule la entalpía molar de formación del metanol. (0,5 puntos)
c) Calcule la entropía de la reacción y justifique si la reacción será espontánea en condiciones estándar (T = 298 K). (1 punto)
Datos: ΔH°f (kJ·mol^-1): CO₂ (g) = – 393,5; H₂O (l) = – 285,8.
Sº (J· mol^-1 K^-1): CH₃OH (l) = 126,8; O₂ (g) = 205,1; CO₂ (g) = 213,8; H₂O (l) = 69,9.

Solución

10. (2 puntos) La reacción química para la obtención de trióxido de azufre: 2 SO₂ (g) + O₂ (g) --> 2 SO₃ (g), es de tercer orden respecto al SO₂ y de primer orden respecto al O₂. Responda a las siguientes cuestiones razonando las respuestas:
a) Escriba la expresión de la ecuación de velocidad e indique el orden global de la reacción. (0,5 puntos)
b) ¿Cómo se conseguiría aumentar más la velocidad de reacción, duplicando la concentración de SO₂ o la de O₂? (0,5 puntos)
c) ¿La velocidad de la reacción permanecerá constante en el transcurso de la reacción? (0,5 puntos)
d) Se determina la energía de activación para esta reacción con distintos catalizadores obteniéndose:
Catalizador A => Ea = 35 kJ·mol^-1
Catalizador B => Ea = 52 kJ·mol^-1
Catalizador C => Ea = 27 kJ·mol^-1
¿Cuál de estos catalizadores habría que usar para que la reacción vaya más rápida? (0,5 puntos)

Solución

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