Pruebas de acceso a facultades, escuelas técnicas superiores y colegios universitarios

Ejercicio A

Problema 1

Una disolucion acuosa de HI 0,1 M posee una concentración de protones de 0,0335 mol/l.

Calcular:

1. Las concentraciones de todas las especies químicas presentes en el equilibrio y la constante de equilibrio de disociación del ácido.
2. La concentración inicial de yoduro de hidrógeno que debería tener una disolución para que su pH fuera 2,0.

Problema 2

El agua oxigenada es una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) que tiene propiedades desinfectantes. La concentración de H₂O₂ en dichas disoluciones se puede determinar mediante una volumetría redox utilizando permanganato potásico (KMnO₄). La reacción que se produce es:

2 KMnO₄ + 5 H₂O₂ + 3 H₂SO₄ ⇒ 2 MnSO₄ + 5 O₂ + K₂SO₄ + 8 H₂O

1. Indicar qué especie química se oxida y cuál se reduce, especificando los cambios en los numeros de oxidación.
2. Para analizar una disolución de H₂O₂ se toman 5,0 ml de la misma y se comprueba que se necesitan exactamente 39,3 ml de una disolución 0,50 M de KMnO₄ para hacer reaccionar cuantitativamente el peróxido. Calcular la concentración de la disolución de H₂O₂ expresándola en forma de molaridad y gramos/litro.
3. Tenemos 1 litro de disolución 0,893 M de H₂O₂. Si todo el peróxico pudiera transformarse en oxígeno gas, según la reacción: 2 H₂O₂ (ac) ⇒ O₂ (g) + 2 H₂O(1). ¿Qué volumen de gas obtendríamos medido en condiciones normales?

Datos:

Pesos atómicos: H = 1; O = 16; K = 39; Mn = 55
R = 0,082 atm·litro/grado·mol

Cuestión 1

1. Escribir la expresión matemática del Primer Principio de la Termodinámica, indicando el sentido físico de cada término y sus unidades. Explicar el significado de dicho Principio.
2. ¿Qué es y a qué se debe el denominado "efecto invernadero"? ¿Qué consecuencias pueden derivarse de una intensificación de dicho efecto y cómo podrían evitarse?

Cuestión 2

Las siguientes reacciones han alcanzado el equilibrio a una misma temperatura:

H₂ + I₂ ⇔ 2 HI ; K_p
2 HI ⇔ H₂ + I₂ ; K_p'
1/2 H₂ + 1/2 I₂ ⇔ HI ; K_p''
HI ⇔ 1/2 H₂ + 1/2 I₂ ; K_p'''

Calcular las constantes K_p', K_p'' y K_p''';sabiendo que K_p = 59,42

Cuestión 3

Dados los siguientes elementos: He, F, S, As y Sn; indicar el que corresponda mejor a cada una de las propiedades siguientes, razonando las respuestas:

1. El más metálico.
2. El de radio mayor.
3. El más electronegativo.

Datos:

Números atómicos: He = 2; F = 9; S = 16; As = 33; Sn = 50

Cuestión 4

Dadas las siguientes especies químicas: Cl₂O; PCl₃;HCN y BF₄; se pide:

1. Representar mediante diagramas de Lewis sus estructuras electrónicas.
2. Predecir la forma geométrica de cada especie.

Datos:

Números atómicos: H = 1; B = 5; C = 6; N = 7;O = 8; F = 9; P = 15; Cl = 17

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Ejercicio B

Problema 1

Dadas las reacciones:

Na (s)+1/2Cl2 (g) ⇒ Na (g)+Cl (g) ; ΔH = +230 KJ
Na (g)+Cl (g) ⇒ Na⁺ (g)+Cl^- (g) ; ΔH = +147 KJ
Na (s)+1/2Cl2 (g) ⇒ NaCl (s) ; ΔH = -111 KJ

1. Calcular la variación de entalpía para la reacción: Na⁺ (g)+Cl^- (g) ⇒ NaCl (s)
2. Calcular la entalpía de formación del NaCl, expresándola en KJ/(mol NaCl) y en J/(g NaCl)
3. Calcular la energía reticular del compuesto NaCl, expresándola en Kcal/mol.

Datos:

Pesos atómicos: Na = 23; Cl = 35,5
1 cal = 4,184 J

Problema 2

Para la reacción de disociación del N₂O₄ gaseoso, según la ecuación: N₂O₄ (g) ⇔ 2NO₂ (g): la k_p vale 2,49 a 60 ºC. expresamos las presiones atmosféricas.

1. Calcular el grado de disociación del N₂O₄ a 60 ºC y una presión total en el equilibrio de 1 atm.
2. Suponiendo que disminuyésemos el volumen a temperatura constatnte, predecir justificadamente:
   1. ¿Qué le sucederá a la cantidad (moles) de NO₂?
   2. ¿Qué le sucederá a la concentración de NO₂?

Cuestión 1

Nos dan una disolución de un ácido monoprótico y nos preguntan si es fuerte o débil, ¿qué datos necesitaríamos para responder? Razonar la elección, indicando también por qué se descartan las otras:

1. El pH de la disolución
2. La concentración y el peso molecular del ácido.
3. El pH y la concentración.
4. El pH y el peso molecular.

Cuestión 2

Escribir ecuaciones moleculares ajustadas para las reacciones siguientes:

1. El zinc se disuelve en ácido clorhídrico para formar cloruro de zinc (II) e hidrógeno gaseoso.
2. El sodio se disuelve en agua para formar hidróxido de sodio e hidrógeno gaseoso.
3. El hierro se disuelve en ácido nítrico para formar nitrato de hierro (III), dióxido de nitrógeno gaseoso y agua.

Cuestión 3

Muchos compuestos químicos derivados del ácido nítrico se utilizan como fertilizantes agrícolas. Suponiendo que un agricultor consume anualmente 320 Kg de nitrato de sodio (NaNO₃), para abonar sus tierras:

1. ¿Cuántos moles y cuántos átomos de nitrógeno se aportan por año a dichas tierras?
2. Un año decide cambiar este abono por nitrato amónico (NH₄NO₃), ¿cuántos Kg de éste último deberá utilizar para que no varíe la aportación de nitrógeno?

Datos:

Pesos atómicos: H=1; N=14; O=16; Na=23
Número de Avogadro=6,023·10²³

Cuestión 4

1. Clasificar en orden creciente de radios los siguientes iones (justificarlo): O^2-; Na⁺; F^-; Mg²⁺
2. Justificar la distinta solubilidad que presentan en agua el metano y el metanol.

Datos:

Números atómicos: O=8; Na=11; F=9; Mg=12