1A)

Dados los valores de números cuánticos $(4,\,2,\,3,\,½)$; $(3,\,2,\,1,\,-½)$; $(3,\,-1,\,½)$; $(2,\,-1,\,-½)$ y $(1,\,0,\,0,\,½)$:

a) Indique si son valores permitidos o no permitidos y razone su respuesta. (1 punto)

b) Indique para los estados permitidos, el tipo de orbital atómico en el que se encontraría el electrón. (0,5 puntos)

c) Justifique cuál de dichos orbitales tiene mayor energía. (0,5 puntos)

1B)

a) Determine la estructura de Lewis y la geometría, utilizando el método que considere oportuno (TEV y/o TRPECV), de las siguientes especies: (0,9 puntos)

i) $\text{NH}_{3}$   ii) $H_{2}$O   iii) $BCl_{3}$

b) Indique, razonadamente, el tipo de hibridación del átomo central en dichas sustancias. (0,6 puntos)

c) Ordene, razonadamente, las moléculas anteriores en orden decreciente de sus ángulos de enlace. (0,5 puntos)

2A)

El hidrógeno molecular reacciona con dióxido de carbono según el siguiente equilibrio químico:

$$\text{H}_2\,(g) + \text{CO}_2\,(g) \rightleftharpoons \text{CO}\,(g) + \text{H}_2\text{O}\,(g)$$

Si se introducen $0\text{,}85$ moles de $\text{CO}_{2}$ y $1\text{,}25$ moles de $H_{2}$ en un recipiente de 10 litros, y se calienta el sistema hasta los 1.400 °C, se forman $0\text{,}62$ moles de CO.

a) Determine la Kc, la Kp y las presiones parciales de cada gas en el equilibrio a esa temperatura. (1,5 puntos)

b) Tras añadir al sistema anterior $0\text{,}8$ moles de $H_{2}$O, razone hacia dónde se desplazará el equilibrio químico. (0,5 puntos)

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

2B)

En una reacción genérica del tipo $A + B \rightleftharpoons C + D$. La energía de activación para la reacción directa es de 30 kJ/mol y la energía de activación para la reacción inversa es de 55 kJ/mol.

a) Realice un esquema del diagrama energético de la reacción indicando la energía de activación directa e inversa, así como la diferencia de energía entre reactivos y productos ($\Delta H^\circ$). (1 punto)

b) Si se añade un catalizador que acelera la reacción, indique cómo variarán las energías de activación directa e inversa. (0,5 puntos)

c) Si se añade un catalizador, razone cómo variará la diferencia de energía ($\Delta H^\circ$) entre reactivos y productos. (0,5 puntos)

3A)

a) Ajuste la siguiente ecuación molecular por el método del ion-electrón: (1 punto)

$$\text{MnO}_2\,(s) + \text{KClO}_3\,(ac) + \text{KOH}\,(ac) \longrightarrow \text{KMnO}_4\,(ac) + \text{KCl}\,(ac) + \text{H}_2\text{O}\,(l)$$

b) 3 gramos de una muestra de dióxido de manganeso ($MnO_{2}$) se añaden a un matraz que contiene 500 ml de una disolución de clorato de potasio (K$ClO_{3}$) en medio básico (KOH) en exceso. Tras finalizar la reacción, la concentración de permanganato de potasio (K$MnO_{4}$) es $0\text{,}05$ M. Calcule la pureza en dióxido de manganeso ($MnO_{2}$) de la muestra inicial. (0,5 puntos)

c) ¿Cuál es el agente oxidante de la reacción? (0,5 puntos)

Datos: Masas atómicas: Mn = 54,9 g/mol; O = 16,0 g/mol.

3B)

La piridina ($C_{5} H_{5}$N) es una base débil con $K_b = 1\text{,}7 \times 10^{-9}$. En una disolución acuosa con concentración $0\text{,}0002$ M, determine:

a) Las concentraciones en el equilibrio de las especies iónicas correspondientes ($[\text{C}_5\text{H}_5\text{NH}^+]$ y $[\text{OH}^-]$). (1 punto)

b) El pH de la disolución. (0,5 puntos)

c) Si se realiza una valoración de una disolución de piridina con un ácido fuerte (HCl), ¿la disolución resultante en el punto de equivalencia tendrá carácter ácido, básico o neutro? Razone. (0,5 puntos)

4A)

En un compuesto orgánico de fórmula molecular $C_{4} H_{4} N_{2} O_{2}$, donde todos los átomos de nitrógeno forman parte del grupo funcional ciano (–CN) y todos los átomos de oxígeno forman parte del grupo funcional aldehído (–CHO):

a) Represente todos los isómeros estructurales que puede presentar dicho compuesto. (1,5 puntos)

b) Identifique, razonadamente, si alguno de ellos puede presentar isomería óptica. (0,5 puntos)

4B)

Ponga un ejemplo de los siguientes tipos de reacciones orgánicas y nombre correctamente las especies orgánicas de dichas reacciones: (0,5 puntos por apartado)

a) Reacción de sustitución de un alcohol.

b) Reacción de oxidación de un aldehído.

c) Reacción de adición de HCl a un alqueno.

d) Reacción de combustión de un alcano (ajustando la reacción química).

5) (Obligatoria)

Se presentan los resultados del análisis del agua de Logroño en diciembre de 2.024: $\text{Ca}^{2+}$ = $63\text{,}2$ mg/L, $\text{Na}^{+}$ = $8\text{,}6$ mg/L. Se añade gota a gota KOH concentrado a una muestra de esta agua. Aparece un precipitado blanco cuando el pH es $12\text{,}6$. El precipitado es un hidróxido metálico. Solubilidad del NaOH = $1\text{,}1$ kg/L.

a) Razone si el precipitado es NaOH o Ca(OH)$_{2}$. (0,75 puntos)

b) Calcule su producto de solubilidad. (0,75 puntos)

c) El precipitado se lava, se seca y se añade a 10 mL de agua. Razone si la disolución resultante será ácida, básica o neutra. (0,5 puntos)

Datos: Masas atómicas: H = 1,0; O = 16,0; Ca = 40,1; Na = 23,0 g/mol.