Problema 1. Cálculos estequiométricos. Para determinar la riqueza en zinc de una granalla comercial se toman 50,0 gramos de muestra y se tratan con una disolución acuosa de HCl de una riqueza del 35 % en masa y densidad 1,18 g·mL⁻¹. En el proceso químico, descrito por la ecuación siguiente, se consumen, hasta la total disolución del zinc, 129,0 mL de la disolución de HCl. Zn(s) + 2 HCl(ac) → ZnCl2(ac) + H2(g). a) Calcule la concentración (en mol·L⁻¹) de la disolución de HCl utilizada. (1 punto) b) Calcule el porcentaje, en masa, de zinc en la muestra. (1 punto) Datos: Masas atómicas relativas: H = 1,0; Cl = 35,5; Zn = 65,4.

Problema 2. Equilibrio químico. En un matraz de 10 L se introduce una mezcla de 2 mol de dinitrógeno, N2, y 1 mol de dioxígeno, O2, y se calienta hasta 2.300 K, estableciéndose el equilibrio: N2(g) + O2(g) ⇌ 2 NO(g). Si en estas condiciones ha reaccionado el 3 % del nitrógeno inicial, calcule: a) Los valores de Kc y Kp. (1 punto) b) Las presiones parciales de todos los gases en el equilibrio, así como la presión total en el interior del matraz. (1 punto) Dato: R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.

Problema 3. Equilibrio ácido-base. A 25 °C, la constante de acidez del ácido láctico, C3H6O3, que se emplea como suavizante en cosmética, vale 1,40·10⁻⁴; y la del ácido benzoico, C7H6O2, utilizado como conservante en bebidas refrescantes, tiene un valor de 6,0·10⁻⁵. a) ¿Cuál es el pH de una disolución 0,01 M de ácido láctico? (1 punto) b) ¿Qué concentración de ácido benzoico debe tener una disolución para que su pH sea el mismo que el de la disolución del apartado (a)? (1 punto). Nota: Considere que tanto el ácido láctico como el benzoico son monopróticos, HA.

Problema 4. Reacciones redox. Cálculos estequiométricos. En una disolución acuosa de ácido sulfúrico, el permanganato de potasio, KMnO4, reacciona con el sulfato de hierro(II), FeSO4, de acuerdo con la ecuación química (no ajustada): KMnO4(ac) + FeSO4(ac) + H2SO4(ac) → MnSO4(ac) + Fe2(SO4)3(ac) + K2SO4(ac) + H2O(l). a) Escriba la semirreacción de oxidación y la de reducción. Ajuste la reacción química en forma molecular. (1 punto) b) Se mezclan 100 mL de una disolución 0,1 M de KMnO4 y 250 mL de una disolución 0,1 M de FeSO4 en medio ácido sulfúrico y se obtienen 4,615 gramos de sulfato de hierro(III). Determine el rendimiento de la reacción. (1 punto) Datos: Masas atómicas relativas: H = 1,0; O = 16,0; S = 32,1; K = 39,1; Mn = 54,9; Fe = 55,8.

Cuestión 1. Configuración electrónica. Propiedades atómicas y periódicas. Considere dos átomos, A y B, con la siguiente distribución de partículas atómicas: 12 electrones, 12 protones y 14 neutrones para A; y 17 electrones, 17 protones y 20 neutrones para B (0,5 puntos cada apartado). a) Calcule el número atómico y másico de cada átomo y escriba su configuración electrónica en estado fundamental. b) Razone en cuál de los dos será mayor la primera energía de ionización. c) Compare los radios de los iones más estables que forman los átomos A y B. Justifique la respuesta. d) ¿Qué tipo de enlace se producirá entre los dos átomos? Razone qué fórmula tiene el compuesto resultante.

Cuestión 2. Estructura molecular. El metanol, CH3OH, es una sustancia de elevada toxicidad para los humanos. Conteste (0,5 puntos cada apartado): a) Indique razonadamente la hibridación del átomo de carbono. b) Describa razonadamente la geometría que adopta la molécula. c) Razone si la molécula es o no polar. d) En fase líquida, ¿pueden las moléculas de metanol formar enlaces de hidrógeno? Razone la respuesta. Datos: Valores de electronegatividad de Pauling: H = 2,20; C = 2,55; O = 3,44.

Cuestión 3. Desplazamiento del equilibrio químico. En un reactor químico tiene lugar, a 800 ºC, la siguiente reacción química: CH4(g) + H2O(g) ⇌ CO(g) + 3 H2(g); ΔH = 206 kJ. Responda razonadamente (0,5 puntos cada apartado): a) Inicialmente se han introducido 1 mol de CO y 1 mol de H2, manteniendo el volumen y la temperatura constantes. ¿La presión total del recipiente, una vez alcanzado el equilibrio, será mayor, igual o menor que la inicial? Una vez alcanzado el equilibrio: b) Si se quiere que aumente la cantidad de H2, ¿se deberá aumentar o disminuir la temperatura? c) Si se quiere que disminuya la cantidad de CO, ¿se deberá disminuir o aumentar el volumen? d) Si inyectamos 1 mol de CO, manteniendo constantes el volumen y la temperatura, la cantidad de CH4 aumentará y la cantidad de H2O disminuirá. ¿Verdadero o falso?

Cuestión 4. Química ácido-base. Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones (0,5 puntos cada apartado): a) El pH de la sangre es de 7,4 y el de un vino 3,4. Por tanto, la concentración de protones en la sangre es 10.000 veces menor que en el vino. b) El pH de una disolución acuosa de NaNO3 es ácido. c) En el equilibrio HCO3⁻(ac) + H2O(l) ⇌ CO3²⁻(ac) + H3O⁺(ac), la especie HCO3⁻ actúa como base de Brönsted-Lowry. d) Una disolución acuosa de KF tiene un pH neutro. Dato: Ka(HF) = 6,3·10⁻⁴.

Cuestión 5. Química redox. Teniendo en cuenta los valores de los potenciales estándar de reducción, responda razonadamente (0,5 puntos cada apartado): a) Prediga si tendrá lugar alguna reacción cuando se mezcla una disolución 1 M de AgNO3 con otra disolución 1 M de Fe(NO3)2. b) Prediga si, en condiciones estándar, se lleva a cabo la siguiente reacción: 3 Fe²⁺(ac) → 2 Fe³⁺(ac) + Fe(s). c) Justifique si el cobre metálico se disuelve o no en una disolución de HCl 1 M. d) El cobre metálico se disuelve en HNO3 1 M. Justifique por qué. Datos: E°(V): Fe²⁺/Fe = –0,44; H⁺/H2 = 0,00; Cu²⁺/Cu = +0,34; Fe³⁺/Fe²⁺ = +0,77; Ag⁺/Ag = +0,80; NO3⁻/NO2 = +0,96.

Cuestión 6. Formulación y reactividad orgánica. Complete las siguientes reacciones, nombre las moléculas orgánicas que se forman e indique qué tipo de reacción se ha producido (0,5 puntos cada apartado): a) CH3–CHBr–CH3 + [KOH, calor] → ____ + HBr; b) CH3–CH2–COOH + CH3–CH2OH → ____ + H2O; c) CH3–CH2–CHO + [KMnO4, calor] → ____; d) CH3–CH2–CHO + [LiAlH4 reductor] → ____.