Examen resuelto de Química — Ordinaria 2022

PREGUNTA 1. (2 puntos)

a) Dibuje el ciclo de Born-Haber para la formación del NaF(s). (1,5 puntos)

b) Calcule la energía de red (ΔHred) del NaF(s). (0,5 puntos)

Datos:
Entalpía estándar de formación del NaF(s): ΔH°f = −573,6 kJ·mol⁻¹
Afinidad electrónica del F(g): AE = −328 kJ·mol⁻¹
1ª Energía de ionización del Na(g): EI = 495,8 kJ·mol⁻¹
Entalpía de sublimación del Na(s): ΔHsub = 107,3 kJ·mol⁻¹
Entalpía de disociación del F₂(g): ΔHdisoc = 159 kJ·mol⁻¹.

PREGUNTA 2. (2 puntos) Considere las siguientes moléculas: H₂S y PH₃.

a) Represente y justifique sus estructuras de Lewis, indicando, en su caso, los pares de electrones no compartidos. (0,5 puntos)

b) Prediga sus geometrías moleculares según la teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV). Razone si sus geometrías electrónicas coinciden con las moleculares. (1 punto)

c) Justifique si alguna de las dos moléculas tiene un momento dipolar no nulo. (0,5 puntos)

PREGUNTA 3. (2 puntos) Calcule el pOH de las siguientes disoluciones:

a) Una disolución de HCN 0,3 M cuyo pKa = 9,2. (1,1 puntos)

b) Una disolución de NH₃ 0,2 M cuyo pKb = 4,7. (0,9 puntos)

PREGUNTA 4. (2 puntos) Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) El pH de una disolución de un ácido fuerte siempre es menor que el pH de una disolución de un ácido débil. (0,5 puntos)

b) Al disolver en agua la sal NH₄Br se obtendrá una disolución con pH < 7. (0,5 puntos)

c) Un ácido débil nunca puede tener un grado de disociación igual a 1. (0,5 puntos)

d) La constante de basicidad (Kb) del NH₃ coincide con la constante de acidez (Ka) de su ácido conjugado NH₄⁺. (0,5 puntos)

Dato: Ka (NH4+) = 5,6·10–10

PREGUNTA 5. (2 puntos) El permanganato de potasio puede reaccionar con nitrito de potasio en presencia de ácido clorhídrico, conduciendo a óxido de manganeso (IV), nitrato de potasio, cloruro de potasio y agua.

a) Escriba y ajuste la ecuación iónica por el método del ión-electrón y escriba la ecuación molecular completa. Indique el agente oxidante y el reductor. (1,25 puntos)

b) Partiendo de 200 mL de una disolución 0,25 M de permanganato de potasio, ¿cuántos gramos de nitrito de potasio habría que añadir según la estequiometría de la reacción? (0,75 puntos)

Masas atómicas: K = 39; N = 14; O = 16.

PREGUNTA 6. (2 puntos) Considere los siguientes potenciales de reducción estándar de la familia de los halógenos:

ε°(Cl2/Cl–) = +1,36 V ε°(Br2/Br–) = +1,07 V ε°(I2/I–) = +0,53 V

Conteste a las siguientes preguntas razonando la respuesta:

a) ¿Qué especie ejercería de agente más oxidante? Escriba su semirreacción ajustada. (0,5 puntos)

b) ¿Qué especie se oxidaría más fácilmente? Escriba su semirreacción ajustada. (0,5 puntos)

c) ¿Se produciría reacción al borbotear Cl2 en una disolución con Br–? (0,5 puntos)

d) ¿Se produciría reacción al añadir unos cristales de I2 a una disolución con Cl–? (0,5 puntos)

PREGUNTA 7. (2 puntos) En un recipiente de 5 L se introducen 3 moles de A y 2 moles de B, y se calienta todo a 200 ºC. La reacción que se produce es la siguiente:

2 A (g) + B (g) ⇄ 2 C (g); ΔH > 0

a) Si se sabe que ha reaccionado un 75 % del reactivo A, calcule la Kc de la reacción. (1 punto)

b) Proponga dos formas distintas de aumentar el rendimiento de esta reacción sin tener que añadir más cantidad de reactivos. (1 punto)

PREGUNTA 8. (2 puntos) El CO₂ y el H₂ reaccionan a altas temperaturas según el siguiente equilibrio:

CO₂ (g) + H₂ (g) ⇄ CO (g) + H₂O (g)

En un reactor de 25 L se introducen 3 moles de CO₂, 3 moles de H₂, 5 moles de CO y 2 moles de agua, todo se calienta hasta 1000 K. La Kc a esa temperatura tiene un valor de 1,3.

a) Justifique por qué esa mezcla no está en equilibrio y razone cómo evolucionará la reacción para alcanzarlo. (1 punto)

b) Calcule las presiones parciales de cada compuesto en el equilibrio sabiendo que la suma de moles de CO y H₂O en el mismo es de 7,24. (1 punto)

Datos: R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.

PREGUNTA 9. (2 puntos) El etileno o eteno reacciona con F₂ para dar tetrafluoruro de carbono (CF₄) y fluoruro de hidrógeno, siendo todos ellos gases.

a) Escriba y ajuste la ecuación de la reacción de etileno con F₂ y calcule la entalpía molar estándar de dicho proceso. (1 punto)

b) Si queremos que se liberen 746 kJ en esta reacción, ¿se podrá conseguir partiendo de 7 g de etileno? ¿cuántos gramos de F₂ tendremos que añadir para que se liberen esos 746 kJ? (1 punto)

Datos: ΔH°f (kJ·mol⁻¹): etileno(g) = 52,3; CF₄(g) = −680,0; HF(g) = −268,5.
Masas atómicas: H = 1; C = 12; F = 19.

PREGUNTA 10. (2 puntos)

a) Considere las siguientes reacciones y conteste razonadamente a las cuestiones:

• 2 H₂S (g) + SO₂ (g) → 3 S (s) + 2 H₂O (l); ΔH° = −233,5 kJ; ΔS° = −424,5 J·K⁻¹
• 2 H₂O₂ (l) → 2 H₂O (l) + O₂ (g); ΔH° = −196 kJ; ΔS° = +125,7 J·K⁻¹

i) ¿Cuál de estas reacciones será espontánea a cualquier temperatura? (0,5 puntos)

ii) En la reacción que no es espontánea a cualquier temperatura, ¿por encima o por debajo de qué temperatura, en ºC, pasará a serlo? (0,75 puntos)

b) ¿Qué signo tendrá la variación de entropía en los siguientes procesos? Justifique la respuesta.

• 2 CuO (s) → Cu₂O (s) + 1/2 O₂ (g) (0,25 puntos)
• La condensación de amoniaco gaseoso. (0,25 puntos)
• La disolución de yoduro de potasio en agua. (0,25 puntos)