Pregunta 1 (3 puntos). A una temperatura de 460 ºC se introdujeron 2,5 moles de NOCl en un recipiente cerrado de volumen 1 L. Una vez alcanzado el equilibrio se determinó que se habían formado 0,78 moles de NO:

$$2\,NOCl\,(g) \rightleftharpoons Cl_2\,(g) + 2\,NO\,(g)$$

a) (1 punto) Calcule la constante de equilibrio $K_c$.
b) (1 punto) Calcule la constante de equilibrio $K_p$.
c) (1 punto) Calcule la presión total de la mezcla en equilibrio a esa temperatura.

Datos: $R = 0{,}082\$$\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$.

Pregunta 2 (3 puntos). Se preparó una disolución de ácido acético ($CH_3$$\text{-}COOH$) disolviendo 2 g en 250 mL de agua. Sabiendo que su constante de acidez es $K_a = 1{,}8$$\cdot 10^{-5}$:

a) (1 punto) Calcule la concentración de todas las especies en equilibrio.
b) (1 punto) Calcule el grado de disociación del ácido acético.
c) (1 punto) Calcule el pH de la disolución.

Datos: Masas atómicas relativas $C = 12$; $O = 16$; $H = 1$.

Pregunta 3 (3 puntos). En la siguiente reacción redox:

$$KMnO_4 + KCl + H_2SO_4 \rightarrow MnSO_4 + Cl_2 + KHSO_4 + H_2O$$

a) (1 punto) Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción y señale claramente cuál es el oxidante y el reductor.
b) (1 punto) Ajuste las ecuaciones iónica y molecular.
c) (1 punto) Calcule cuántos gramos de KCl hacen falta para reaccionar completamente con 5,5 g de $KMnO_4$.

Datos: $K = 39$; $Mn = 55$; $O = 16$; $Cl = 35{,}5$.

Pregunta 4 (3 puntos). Dada la ecuación de la reacción de combustión del etanol:

$$C_2H_6O\,(l) + O_2\,(g) \rightarrow CO_2\,(g) + H_2O\,(l)$$

a) (1 punto) Ajuste la ecuación y calcule la entalpía de combustión del etanol.
b) (1 punto) Calcule la variación de entropía de esta reacción.
c) (1 punto) Determine si este proceso será espontáneo a 25 ºC.

Datos: $\Delta H_f^{0}(C_2H_6O,l) = -277{,}7\$$\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\Delta H_f^{0}(CO_2,g) = -393{,}5\$$\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\Delta H_f^{0}(H_2O,l) = -285{,}8\$$\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$. $S^{0}(C_2H_6O,l) = 160{,}7$; $S^{0}(O_2,g) = 204{,}8$; $S^{0}(CO_2,g) = 213{,}6$; $S^{0}(H_2O,l) = 69{,}9$ (todas en $\text{J}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$$\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$).

Pregunta 5 (2 puntos). Se quiere construir una pila galvánica a partir de los pares $Pb^{2+}/Pb$ y $Zn^{2+}/Zn$.

a) (1 punto) Indique cuál es el cátodo y cuál es el ánodo, cuál es el oxidante y cuál el reductor. Escriba las reacciones que tienen lugar en cada uno de los electrodos.
b) (1 punto) Haga un esquema de la pila, indicando la dirección de circulación de los electrones y calcule el potencial estándar.

Datos: $E^{0}(Pb^{2+}/Pb) = -0{,}13\$$\text{V}$; $E^{0}(Zn^{2+}/Zn) = -0{,}76\$$\text{V}$.

Pregunta 6 (2 puntos). Sean las moléculas $PCl_5$, $NH_3$, $BCl_3$ y $H_2O$:

a) (1 punto) Escriba la estructura de Lewis de cada una.
b) (1 punto) Deduzca su geometría usando la Teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia (TRPEV).

Pregunta 7 (1 punto). Señale cuáles de las siguientes combinaciones de números cuánticos $(n, l, m_l, m_s)$ de un electrón en un átomo no son correctas e indique la razón:

(2, 1, −1, 1/2)    (3, 2, −2, 0)    (2, 2, 1, 1/2)    (3, 0, 0, −1/2)

Pregunta 8 (1 punto). Sabiendo que el producto de solubilidad del $CaF_2$ es $K_{ps} = 3{,}4$$\cdot 10^{-11}$ a 25 ºC, calcule la solubilidad molar del $CaF_2$ a esa temperatura.

Pregunta 9 (1 punto). La ecuación de velocidad de la reacción entre el monóxido de nitrógeno y el dioxígeno es $v = k\,[NO]^{2}\,[O_2]$.

a) (0{,}5 puntos) Determine el orden de reacción respecto a cada reactivo y el orden total.
b) (0{,}5 puntos) Explique qué ocurriría a la velocidad de la reacción si se duplica la concentración de NO y la de $O_2$ se reduce a la mitad.

Pregunta 10 (1 punto).

a) (0{,}5 puntos) Escriba las fórmulas de un isómero de cadena y otro de posición del siguiente compuesto: $CH_3$$\text{-}CH = CH\text{-}CH_2\text{-}CH_3$ (pent-2-eno).
b) (0{,}5 puntos) Escriba la fórmula de un isómero de función de la butanona $CH_3$$\text{-}CH_2\text{-}CO\text{-}CH_3$.