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

Ejercicio A

Problema 1

La vaporización de 1 mol de mercurio a 350 ºC y presión constante de 1 atmósfera, absorbe 270 J/g de Hg vaporizado. Calcular:

1. El trabajo de expansión realizado en KJ/mol a presión constante.
2. La vaporización de energía interna experimentada, en KJ/mol.
3. La variación de entalpía experimentada, en KJ/mol.

Datos:

A_r (Hg) = 201
densidad del Hg líquido = 13,6 g/ml
1 atmósfera = 101.300 pascals
R = 0,082 atm·L/(K·mol) = 8,31 J/mol K

Problema 2

El compuesto NH₂CO₂NH₄ (s) se descompone al calentarlo según la reacción:

NH₂CO₂NH₄ (s) ↔ CO₂ (g) + 2 NH₃ (g)

En un recipiente, en el que previamente se ha hecho el vacío se calienta una cierta cantidad del compuesto sólido y se observa que la presión total del gas en el equilibrio es 0,843 atm a 400 K.

1. Calcular K_p y K_c para el equilibrio representado.
2. Calcular la cantidad (en moles) del compuesto sólido que quedará sin descomponer si se introduce 1 mol en un recipiente vacío de 1 litro y se calienta hasta 400 K.

Datos:

R = 0,082 atm·L/(K·mol)

Cuestión 1

Escribir las reacciones de disociación, según los modelos de Arrhenius y de Brönsted-Lowry, de las siguientes especies químicas:

1. Ácido acético, CH₃-COOH.
2. Amoníaco, NH₃.
3. Hidróxida sódico, NaOH.

Cuestión 2

Se mezclan en un vaso, A, volúmenes iguales de una disolución que contiene iones Ag⁺ y otra disolucion que contiene iones Fe²⁺. En otro vaso, B, se mezclan volúmenes iguales de disolución que contiene iones Ag⁺ y otra disolución que contiene iones Fe³⁺. Razonar si en alguno de los vasos se producirá reacción. En caso de producirse, escribirla e identificar las especies oxidante y reductora.

Datos: Potenciales de reducción estándar:

Fe²⁺ + 2 e^- ↔ Fe ; E⁰ = -0,44 V
Fe³⁺ + 3 e^- ↔ Fe ; E⁰ = -0,04 V
Fe³⁺ + 1 e^- ↔ Fe²⁺ ; E⁰ = +0,77 V
Ag⁺+ 1 e^- ↔ Ag ; E⁰ = +0,80 V

Cuestión 3

Considerar las siguientes moléculas: SiH₄, PH₃ y H₂S. Escribir sus estructuras de Lewis y razonar cuáles de las siguientes frases son ciertas y cuáles son falsas:

1. En los tres compuestos, el átomo central está rodeado de cuatro pares de electrones.
2. Los ángulos de enlace son muy parecidos para todas estas moléculas.
3. La única molécula no polar es PH₃.

Datos:

Números atómicos: H = 1; Si = 14; P = 15; S = 16.

Cuestión 4

Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de átomos neutros:

X: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
Y: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ 4s¹

Justificar la validez o falsedad de las siguientes proposiciones:

1. La configuración de Y corresponde a un átomo de K.
2. Para pasar de X a Y se necesita aportar energía.
3. El radio de X es igual al radio de Y.

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Ejercicio B

Problema 1

Deseamos averiguar la concentración total de ácido acético, CH₃-COOH, en un vinagre comercial. Dos estudiantes proponen y realizan dos experimentos diferentes:

1. El primero toma con una pipeta 5,0 mL de vinagre y añade unas gotas de fenolftaleína. Después comprueba que se consumen 17,0 mL de disolución 0,25 M de NaOH para la neutralización del vinagre. Escribir la reacción de neutralización y calcular la molaridad y el número de gramos de CH₃-COOH por litro de vinagre.
2. El segundo busca en un libro la K_a del CH₃-COOH, que resulta ser 1,8·10^-5, y mide con un pHmetro el pH del vinagre, que resulta ser 2,4. Escribir la reacción de disociación del ácido y calcular la molaridad y el número de gramos de CH₃-COOH por litro de vinagre.

Datos:

A_r (H) = 1
A_r (C) = 12
A_r (O) = 16

Problema 2

En el despegue de algunas naves espaciales se ha utilizado como propelente una mezcla de hidracina (N₂H₄) y tetraóxido de dinitrógeno(N₂O₄), produciéndose en la reacción gran cantidad de nitrógeno gas y vapor de agua: 2 N₂H₄ (l) + N₂O₄ (l) ⇒ 3 N₂ (g) + 4 H₂O (g)

1. Identificar las especies oxidante y reductora y calcular el número de electrones intercambiados por cada molécula de hidracina que reacciona.
2. Calcular el volumen que ocuparían los gases producidos al reaccionar 1000 Kg de hidracina, suponiendo que se obtienen a 100 ºC y 1,0 atm de presión.
3. Cuál debe ser la relación entre la masa de hidracina y de tetraóxido de dinitrógeno en la mezcla combustible.

Datos:

A_r (H) = 1
A_r (N) = 14
A_r (O) = 16
R = 0,082 atm·L/mol·K

Cuestión 1

Analizar justificadamente la veracidad o falsedad de las siguientes proposiciones:

1. En algunas reacciones, el calor de reacción a presión constante es igual a la variación de energía interna.
2. La condensación es un proceso endotérmico.
3. Las entalpías de formación pueden ser positivas o negativas.

Cuestión 2

Para el equilibrio químico que aparece representado por la reacción: N₂O₄ (g), los valores de K_p a 400 y 500 K son respectivamente 4,79·10 y 1,70·10³ atm. Justificar el efecto que producirá en la concentración de NO₂ las siguientes modificaciones del equilibrio.

1. Un aumento de temperatura a presión constante.
2. Un aumento de presión a temperatura constante.
3. Un aumento de volumen a temperatura constante.

Cuestión 3

Señalar justificadamente cuáles de las siguientes proposiciones son correctas y cuáles no:

1. El número atómico de los iones K⁺ es igual al del gas noble A_r.
2. Los iones K⁺ y los átomos del gas noble A_r son isótopos.
3. El radio de los iones K⁺ es igual que el de los átomos de A_r.

Datos:

Números atómicos: Ar = 18; K = 19.

Cuestión 4

Averiguar la fórmula y nombre de un hidrocarburo acetilénico (alquino), sabiendo que la hidrogenación completa de 4 gramos conduce a 4,4 gramos del hidrocarburo saturado correspondiente.

Datos:

Ar (H) = 1
Ar (C) = 12.