Examen resuelto de Química — Ordinaria 2020

PREGUNTA 1. (2 puntos)

a) Explique las estructuras de Lewis de las moléculas H₂O y CF₄ y determine su geometría según el modelo de RPECV y su polaridad. (1,5 puntos)
b) Justifique cuál de ellas debería tener mayor temperatura de ebullición. (0,5 puntos)

PREGUNTA 2. (2 puntos) Se toman 5 mL de HCl(aq) cuya densidad es 1,15 g/mL y cuya riqueza en masa es del 30 %, se transfieren a un matraz aforado y se añade agua hasta completar un volumen de 500 mL.

a) Calcule el pH de la disolución resultante. (1 punto)
b) Calcule el volumen de dicha disolución de HCl que reaccionará completamente con 25 mL de una disolución 0,1 M de NaOH y justifique qué pH (ácido, básico o neutro) tendrá la disolución resultante. (1 punto)

Datos: Masas atómicas: H = 1, Cl = 35,5.

PREGUNTA 3. (2 puntos) Utilice los datos de potenciales redox estándar para deducir si habrá una reacción espontánea cuando

a) se borbotea Cl₂(g) a través de una disolución de FeCl₂. (1 punto)
b) se añade una viruta de Zn metálico a una disolución de HCl. (1 punto)

Ajuste las ecuaciones correspondientes, tanto en su forma iónica como en su forma molecular, e identifique al oxidante y al reductor.

Datos: ε°(Cl₂/Cl⁻) = + 1,36 V; ε°(H⁺/H₂) = 0,0 V; ε°(Fe³⁺/Fe²⁺) = + 0,77 V; ε°(Zn²⁺/Zn) = – 0,76 V.

PREGUNTA 4. (2 puntos) En un recipiente de 5 L de capacidad se introducen 1 mol de selenio y 1 mol de hidrógeno y se calienta todo a 1000 K, alcanzándose el equilibrio Se(g) + H₂(g) ⇄ H₂Se(g), para el que K_c = 2,2.

a) Calcule el número de moles de cada especie en el equilibrio. (1 punto)
b) Manteniendo la temperatura constante, se duplica el volumen del recipiente. Una vez alcanzado el nuevo equilibrio ¿habrá aumentado la cantidad de H₂Se? (0,5 puntos)
c) Si la reacción es exotérmica, explique cómo afecta al equilibrio un aumento de la temperatura. (0,5 puntos)

PREGUNTA 5. (2 puntos) Los elementos X e Y tienen como números atómicos 28 y 17, respectivamente.

a) Escriba sus configuraciones electrónicas, identifique los elementos e indique a qué grupo y período pertenecen. (0,5 puntos)
b) Explique qué tipo de enlace (iónico, covalente o metálico) se forma:

i) entre átomos de X. (0,5 puntos)
ii) entre átomos de Y. (0,5 puntos)
iii) entre átomos de X y de Y. (0,5 puntos)

En cada caso indique la estequiometría (X_n, Y_m, X_aY_b) de las especies resultantes.

PREGUNTA 6. (2 puntos)

a) Escriba la expresión de la constante de solubilidad y calcule la solubilidad molar de BaF₂. (1 punto)
b) Se mezclan 50 mL de una disolución de NaF de concentración 0,1 M con 50 mL de otra disolución de Ba(NO₃)₂ de concentración 0,05 M. Determine si se producirá la precipitación de BaF₂. (1 punto)

Datos: K_ps(BaF₂) = 2×10⁻⁶.

PREGUNTA 7. (2 puntos) Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Una reacción espontánea no puede ser endotérmica. (0,5 puntos)
b) En la reacción A(g) + 2 B(g) ⇄ C(g) + 2 D(g) un aumento de presión a temperatura constante aumenta la cantidad de productos que se obtienen. (0,5 puntos)
c) Las reacciones cuyo ΔG < 0 son más rápidas que aquellas cuyo ΔG > 0. (0,5 puntos)
d) Cuanto menor es la energía de activación de una reacción, mayor es su velocidad. (0,5 puntos)

PREGUNTA 8. (2 puntos) El dicromato de potasio reacciona con yoduro de potasio en disolución acuosa ácida de ácido clorhídrico para dar yodo elemental I₂, cloruro de cromo(III), cloruro de potasio y agua.

a) Ajuste la ecuación iónica por el método del ion-electrón y escriba la ecuación molecular completa. (1 punto)
b) Para la reacción se dispone de 6,5 g de K₂Cr₂O₇ y de 200 mL de una disolución 0,5 M de KI. Calcule la cantidad máxima (en g) de I₂ que se podrá obtener. (1 punto)

Datos: Masas atómicas: I = 126,9; Cr = 52; K = 39; O = 16.

PREGUNTA 9. (2 puntos) Se dispone de las especies H₂O, NH₃, HF y HClO₂.

a) Clasifíquelas como ácidas, básicas o anfóteras. Escriba los equilibrios de disociación e indique el ácido conjugado o la base conjugada, según corresponda, de cada una de ellas. (1 punto)
b) ¿Para cuál de esas especies esperaría un menor valor del pH de sus disoluciones, a igualdad de concentración? Calcule el pH de una disolución 1 M de esa especie. (1 punto)

Datos: K_a(HF) = 6,4×10⁻⁴, K_a(HClO₂) = 1,1×10⁻², K_b(NH₃) = 1,8×10⁻⁵.

PREGUNTA 10. (2 puntos) El etano (g) reacciona con oxígeno (g) para producir dióxido de carbono (g) y agua (l).

a) Calcule el valor de ΔH° molar para la combustión del etano. (0,75 puntos)
b) Se introducen en un reactor de combustión 15 g de etano junto con el oxígeno contenido en una bombona de 5 L de capacidad a una presión de 10 atm a 298 K. Determine el reactivo limitante de la reacción y calcule el calor puesto en juego en la misma. (0,75 puntos)
c) ¿A qué temperaturas (altas o bajas) será espontánea la reacción? (0,5 puntos)

Datos: Masas atómicas: C = 12, H = 1; R = 0,082 atm·L·K⁻¹·mol⁻¹. ΔH°_f (kJ·mol⁻¹): C₂H₆(g) = – 84,7; CO₂(g) = – 393,5; H₂O(l) = – 285,8.