A1. ⟦2 puntos⟧ El amoniaco se sintetiza a escala industrial a través del proceso Haber. Este proceso supuso una revolución significativa, ya que los fertilizantes que se generan a partir del amoniaco permiten alimentar a toda la población mundial. Sin embargo, como la reacción es muy lenta requiere del uso de un catalizador para que sea eficaz.

a) ⟦0,50⟧ Si en un recipiente cerrado y a 20 °C las presiones parciales de los gases en equilibrio son $P_{\mathrm{H_2}} = 4{,}2\;\mathrm{atm}$ y $P_{\mathrm{N_2}} = 3{,}5\;\mathrm{atm}$, calcular la presión parcial del amoniaco y la constante de equilibrio $K_c$.

b) ⟦0,50⟧ Indicar si la reacción es espontánea a 20 °C. Entalpías de formación: $\Delta H_f^{0}[\mathrm{NH_3(g)}] = -46{,}2\;\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$. Entropías de formación: $S^{0}\;(\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}})$: $\mathrm{NH_3(g)} = 192{,}3$; $\mathrm{N_2(g)} = 191{,}5$; $\mathrm{H_2(g)} = 130{,}6$.

c) ⟦0,50⟧ El grado de conversión de la reacción no suele ser alto. Explicar cómo podría emplearse la presión de la reacción para desplazar el equilibrio hacia el producto.

d) ⟦0,50⟧ De los fertilizantes que se preparan a partir del amoniaco, el nitrato de amonio es uno de los más comunes. Razonar cómo será el pH de una disolución concentrada de nitrato de amonio.

B1. ⟦2,5 puntos⟧ Dos investigadores han intentado hacer reaccionar tanto Zn como Cu metálico con un ácido fuerte como el HCl. Si los productos de reacción son $\mathrm{MCl_2\,(aq)}$ ($\mathrm{M = Zn}$ o $\mathrm{Cu}$) y $\mathrm{H_2}$ gaseoso,

a) ⟦0,50⟧ Determinar cuál de las dos reacciones será espontánea y ajustarla. Datos: $E°(\mathrm{H^{+}/H_2}) = 0$; $E°(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = 0{,}34\;\mathrm{V}$; $E°(\mathrm{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\;\mathrm{V}$.

b) ⟦0,25⟧ Señalar en este caso cuál es la especie oxidante y cuál la especie reductora.

c) ⟦0,75⟧ Calcular el volumen del gas que se genera en esa reacción medido a 700 mmHg y 50 °C, si se hacen reaccionar 5 g de metal.

d) ⟦1,00⟧ En el caso de que la reacción con HCl no sea espontánea, lo hará con un ácido oxidante como el $\mathrm{HNO_3}$ para dar $\mathrm{M(NO_3)_2\,(aq)}$, $\mathrm{NO\,(g)}$ y agua. Comprobar que la reacción es espontánea y ajustarla añadiendo el método ion-electrón. $E°(\mathrm{HNO_3/NO}) = 0{,}96\;\mathrm{V}$.

B2. ⟦2,5 puntos⟧ En el tratamiento de aguas que presentan iones plomo(II) de alta toxicidad se emplea $\mathrm{Na_2S}$ como precipitante. Si el producto de solubilidad de $\mathrm{PbS}$ es de $3{,}4\cdot 10^{-28}$,

a) ⟦1,00⟧ Calcular si en una disolución saturada de $\mathrm{PbS}$ se supera la concentración máxima de plomo(II) de $7{,}2\cdot 10^{-8}\;\mathrm{M}$ permitida por la legislación.

b) ⟦0,50⟧ Explicar cómo cambia la solubilidad de $\mathrm{PbS}$ en presencia de $\mathrm{(NH_4)_2S}$.

c) ⟦1,00⟧ Comprobar si se genera precipitado cuando se tratan 100 mL de una disolución $4{,}0\cdot 10^{-4}\;\mathrm{M}$ de $\mathrm{Pb^{2+}}$ con 250 mL de una disolución $2{,}0\cdot 10^{-3}\;\mathrm{M}$ de $\mathrm{(NH_4)_2S}$.

C1. ⟦2,5 puntos⟧ Considerar las siguientes sustancias: $\mathrm{NaBr}$, $\mathrm{H_2O}$, $\mathrm{CH_4}$, $\mathrm{Ag}$, $\mathrm{C}$ (diamante).

a) ⟦0,50⟧ Clasificarlas de acuerdo con el tipo de enlace: metálico, iónico, molécula covalente o red covalente.

b) ⟦1,50⟧ Para las especies moleculares, dibujar las estructuras de Lewis e indicar la geometría molecular empleando la Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia (TRPECV). Razonar cuál de las dos especies presenta un punto de ebullición más alto.

c) ⟦0,50⟧ Elegir de forma razonada un compuesto para: i) fabricar un cable que conduzca la electricidad; ii) fabricar herramientas de corte (Es la sustancia con mayor dureza y no es soluble en agua).

C2. ⟦2,5 puntos⟧ El ácido láctico ($\mathrm{R\text{-}COOH}$) es un ácido monoprótico débil presente en la leche. Si para valorar 20 mL de muestra se necesitan 8,2 mL de una disolución 0,05 M de $\mathrm{NaOH\,(aq)}$, calcular

a) ⟦0,50⟧ La concentración molar del ácido en la muestra inicial.

b) ⟦0,50⟧ Grado de ionización porcentual del ácido láctico si $K_a = 1{,}38\cdot 10^{-4}$.

c) ⟦0,50⟧ Razonar cómo será el pH de la disolución en el punto de equivalencia.

d) ⟦1,00⟧ Debido a la descomposición bacteriana, el pH de una muestra de leche se ha acidificado hasta $\mathrm{pH} = 2{,}2$. Determinar la calidad de esta muestra si se considera que la leche es de buena calidad cuando la concentración de ácido láctico es menor a 0,02 M.

D1. ⟦1,5 puntos⟧ Se desea construir una pila Daniell en el laboratorio:

a) ⟦0,75⟧ Dibujar un esquema de la pila, nombrar los distintos elementos, escribir las reacciones que tienen lugar en los electrodos e indicar los reactivos necesarios.

b) ⟦0,25⟧ Calcular la función del puente salino.

c) ⟦0,50⟧ Si se sustituye el electrodo $\mathrm{Zn^{2+}/Zn}$ con uno de $\mathrm{Pb^{2+}/Pb}$, ¿cuál será la fuerza electromotriz total de la pila original? Datos: $E°(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = 0{,}34\;\mathrm{V}$; $E°(\mathrm{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\;\mathrm{V}$; $E°(\mathrm{Pb^{2+}/Pb}) = -0{,}13\;\mathrm{V}$.

D2. ⟦1,5 puntos⟧ En una celda electrolítica que contiene cierto cloruro de hierro ($\mathrm{FeCl_x}$) se hace pasar una intensidad constante durante 30 minutos. En el proceso se recogen 50 mL de $\mathrm{Cl_2}$ medidos a 20 °C y 1 atm. Dato: $F = 96\,500\;\mathrm{C}$.

a) ⟦1,00⟧ ¿En qué electrodo se ha liberado el $\mathrm{Cl_2}$? Calcular la intensidad de la corriente empleada.

b) ⟦0,50⟧ En un segundo experimento, se hace pasar una corriente de 2 A durante 1 h, tras la cual precipitan 1,4 g de hierro. Determinar qué sal se ha empleado, $\mathrm{FeCl_2}$ o $\mathrm{FeCl_3}$.

E1. ⟦1,5 puntos⟧ Los elementos $A$, $B$ y $C$ presentan $Z = 10$, $17$ y $19$, respectivamente.

a) ⟦0,50⟧ Escribir las configuraciones electrónicas de los tres átomos y los cuatro números cuánticos del último electrón de valencia de $C$.

b) ⟦0,50⟧ Razonar qué átomo presentará un potencial de ionización más bajo, $B$ o $C$.

c) ⟦0,50⟧ Indicar el tipo de enlace del compuesto $CB$ e identificar qué elemento será el menos reactivo de los tres.

E2. ⟦1,5 puntos⟧ Escribir las reacciones y formular y nombrar todas las especies químicas.

a) ⟦0,50⟧ El alqueno $A$ se puede obtener a partir de la deshidratación del butan-1-ol. Identificarlo.

b) ⟦0,50⟧ La reacción entre $A$ y $\mathrm{HBr}$ da lugar a dos productos orgánicos. Señalar cuál de ellos es claramente mayoritario.

c) ⟦0,50⟧ Indicar la fórmula semidesarrollada de los dos isómeros constitucionales de $A$ e indicar el tipo de isomería que los relaciona.