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

Ejercicio A

Problema 1

A la temperatura de 400ºC el NH₃ se encuentra disociado en un 40% en N₂ e H₂ cuando la presión total del sistema es 710 mm Hg. Calcular:

1. La presión parcial de cada uno de los gases en el equilibrio.
2. Sabiendo que el volumen del recipiente es 486,5 litros, calcular el número de moles de cada especie en el equilibrio
3. El valor de K_pa 400º C para 2 NH₃ (g)↔N₂ + 3H₂ (g)

Datos:

Pesos atómicos: N = 14; H = 1;
R = 0,082 atm. litro/grado.mol

Problema 2

En las plantas industriales cloro-álcali se realiza la electrólisis de disoluciones de cloruro de sodio para obtener cloro e hidrógeno gaseosos e hidróxido de sodio. Las reacciones que se producen son:

	2 CI- (ac) ⇒ Cl2 (g) + 2 e- 2 H2O (I) + 2 e- ⇒2 OH- (ac) + H2 (g)
Global	2 CI-(ac) + 2 H2O (I) ⇒ Cl2 (g) + 2 OH- (ac) + H2 (g)

Si obtenemos 100 gramos de H₂ en una célula cloro-álcali:

1. ¿Qué masa de Cl₂ se habrá obtenido en el mismo tiempo?
2. ¿Qué cantidad de carga eléctrica habrá circulado por la célula de electrólisis?
3. Indicar cuál de las semirreacciones corresponde al cátodo y cuál al ánodo y qué especie se oxida y cuál se reduce

Datos:

Pesos atómicos: H = 1; O = 16; CI = 35,5
Constante de Faraday F = 96500 C/ mol e^-

Cuestión 1

El etanol y el dimetiléter tiene la misma fórmula molecular, C₂H₆O. Sabiendo que:

• C₂H₅OH (g) ⇒ 2 C (g) + 6 H (g) + O (g)
• CH₃-O-CH₃ (g)⇒ 2C (g) + 6 H (g) + O (g)
• ΔH = 3232 KJ
• ΔH = 3186 KJ

Indicar cuál, entre las siguientes, es la mejor explicación de la diferencia entre las entalpías de las citadas reacciones. Además, justficar la elección indicando por qué se descarta el resto.

1. El dimetiléter es más volátil que el etanol.
2. Los átomos de C, H y O se encuentran enlazados de distinta manera en los dos compuestos.
3. Un mol de etanol pesa más que un mol de dimetiléter.
4. La reacción de formación del dimetiléter es más exotérmica que la del etanol.

Cuestión 2

¿Cuál o cuáles de las siguientes sales no modifican el pH del agua al disolverse en ella? Justificar la respuesta.

• NaHCO₃; NH₄NO_3; KBr; KCN
• HNO₃ y HBr son ácidos fuertes
• N_aOH y KOH son bases fuertes
• H₂CO3 K_a = 4,3·10^-7
• HCO₃ K_a= 4,7·10^-11
• HCN K_a= 4,0·10^-10
• NH₃ K_b= 1,5·10^-5

Cuestión 3

Indicar el tipo de enlace que debe romperse para:

1. Fundir hielo
2. Fundir hierro
3. Fundir CsCl
4. Evaporar N₂ líquido.

Cuestión 4

El teflón es un polímero que se obtiene por adición de moléculas del monómero tetrafluoroeteno.

1. Escribir la fórmula desarrollada del tetrafluoroeteno y dibujar una porción de cadena del teflón.
2. Calcular el porcentaje en peso de carbono y de fluor en el tetrafluoroeteno.

Datos:

Pesos atómicos: C = 12; F = 19

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Ejercicio B

Problema 1

1. Escribir la reacción de formación del amoníaco gaseoso a partir de sus elementos, explicando qué enlaces se forman y cuáles se rompen en la misma.
2. Calcular la variación de entalpía para la reacción anterior, expresándola en KJ/mol de amoníaco.
3. Calcular la variación de entalpía para la oxidación del amoníaco:

   4 NH₃ + 5 O₂ (g) ⇔ 4 NO (g) + 6 H₂O (g)

Datos:

Energías de enlace (KJ/mol):

• N≡N: 941
• N-H: 389
• H-H: 436

ΔH_F⁰(KJ/mol):

• NO (g): +90,4
• H₂O (g): -241,8

Problema 2

Determinar el grado de disociación y el pH de las siguientes disoluciones acuosas, todas ellas de concentración 0,5 M:

1. NaOH (base fuerte)
2. HCN (Ka = 4,9·10^-10)

Cuestión 1

Dados tres elementos químicos de números atómicos 19, 35 y 36. Indicar:

1. La configuración electrónica y el grupo del sistema periódico al cual pertenece cada elemento.
2. De los tres elementos cuál tiene mayor energía de ionización, cuál mayor afinidad electrónica y cuál mayor radio atómico. Razonar las respuestas.

Cuestión 2

1. Ajustar la siguiente reacción redox:

   MnO₄ + HOOC-COOH + H⁺ ⇒ Mn²⁺ + CO₂ + H₂O

2. Dar el nombre de todas las especies que intervienen en la reacción anterior e indicar cuál actúa como agente oxidante y cuál como reductor.

Cuestión 3

Calcular la energía reticular del KB_r a partir de los siguientes datos:

• ΔH _{Formación KBr =} -391,8 KJ/mol
• ΔH _{sublimación K}= +81,26 KJ/mol
• ΔH_{vaporización Br2}= +30,7 KJ/mol
• ΔH _{disociación Br2}= +193,5 KJ/mol
• 1ª Energía ionización K = 418,4 KJ/mol
• Afinidad electrónica Br = -321,86 KJ/mol

Cuestión 4

Para una hipotética reacción, cuya ecuación química es A (g) ⇔ B (g) se plantean como posibles gráficas concentración = f(t)

Justificar qué gráfica corresponderá a cada uno de los siguientes casos:

1. Kc >>>> 1
2. Kc >>>> 1
3. Kc = 1