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

Ejercicio A

Problema 1

En algunos países se utiliza el etanol, C₂H₅OH, como sustituto de la gasolina en los motores de los automóviles. Suponiendo que la gasolina está compuesta únicamente por octano, C₈H₁₈.

1. Ajustar las reacciones de combustión del etanol y del octano, cuyos productos son dióxido de carbono gaseoso y agua líquida.
2. Calcular la variación de entalpía en KJ/mol para la combustión del etanol y el octano, suponiendo que las reacciones se producen a 25 ºC.
3. ¿Cuál de las dos reacciones produce más calor por kilogramo de combustuble quemado?

Datos:

Pesos atómicos: H:1 C: 12 O: 16

Entalpías de formación ΔH_fº (KJ/mol):
C₂H₅OH (l): -278
C₈H₁₈ (l): -270
CO₂ (g): -394
H₂O (l): -286

Problema 2

El monóxido de nitrógeno, NO, es un contaminante atmosférico capaz de descomponer las moléculas de ozono en la alta atmósfera. La constante de equilibrio para la formación del NO tiene un valor de 1·10^-30 a 25 ºC y de 0,10 a 2000 ºC :

N₂ (g) + O₂ (g) ⇔ 2NO (g)

1. Explicar razonadamente si se formará más fácilmente el NO a baja o a elevada temperatura.
2. En un recipiente de 2 litros, en el que se a hecho previamente el vacío, se colocan 0,060 moles de N₂ y 0,020 moles de O₂ y se calienta a 200ºC. Calcular las concentraciones de los tres gases cuando se alcance el equilibrio.
3. Explicar razonadamente si se hubiera obtenido mayor cantidad de NO en el apartado anterior si el recipiente se hubiera comprimido hasta un volumen de 0,50 litros.

Cuestión 1

1. ¿Qué es una sustancia anfótera? Explique utilizando un ejemplo.
2. Dados los siguientes ácidos: HClO₄ (ácido fuerte). HF (K_a = 7·10^-4) y HBrO (K_a =2·10^-9); escribir la fórmula y el nombre de las respectivas bases conjugadas.
3. Ordenar las bases conjugadas del aparato anterior según su fuerza creciente como bases.

Cuestión 2

La pila Daniell se utilizó en tiempos pasados como fuente de corriente continua. Podria estar constituida por un electrodo de cobre sumergido en una disolución 1 M de iones Cu^2- y un electrodo de cinc sumergido en una disolución 1 M de iones Zn²⁺.

1. Escribir las semireacciones que ocurren en cada semipila y la reacción global.
2. Indicar qué especie química se oxida, cuál se reduce y qué electrodo va perdiendo masa al funcionar la pila. Decir también qué electrodo será el polo positivo y cuál el polo negativo de la pila.

Datos:

Potenciales standard de reducción:
Zn^2- + 2e^- ⇒ Zn ; E⁰:-0,76 V
Cu²⁺ + 2 e^- ⇒ Cu ; E⁰: 0,34 V

Cuestión 3

1. Indicar cuál o cuáles de las siguientes frases son ciertas:
   1. Según Böhr la fuerza que mantiene al electrón en su órbita es debida sólo a la atracción gravitatoria entre dicha partícula y el núcleo.
   2. Se consume la misma energía para arrancar el electrón del átomo de hidrógeno si éste se encuentra en el orbital 1s que si se encuentra en el orbital 2p.
   3. Los elementos químicos se ordenan en el Sistema Periódico según sus pesos atómicos crecientes.
2. Explicar por qué es verdadera o falsa cada frase del apartado anterior. Reescribir correctamente aquéllas que sean falsas.

Cuestión 4

1. Describir brevemente un modelo de enlace metálico que explique la elevada conductividad eléctrica de los metales.
2. La fructosa es un monosacárido cuya composición porcentual en peso es: C:40%, H:6,67% y O:53,33%. Su peso molecular aproximado es 180. Determinar su fórmula empírica y su fórmula molecular.

Datos:

Pesos atómicos: H: 1; C: 12; O: 16

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Ejercicio B

Problema 1

A una temperatura determinada se produce la reacción: Xe (g) + 2F₂ (g) ⇐ XeF₄ (g)

1. a. Se mezclan 0,4 moles de Xe con 0,8 moles de F₂ en un recipiente de dos litros. Cuando se alcanza el equilibrio, el 60% de todo el Xe se ha convertido en XeF₄. Hallar K_c.
2. b. En otra experiencia, se mezclan 0,4 moles de Xe con "y" moles de F₂ en el mismo recipiente; y cuando se alcanza el equilibrio a la misma temperatura anterior, el 75% de todo el Xe se ha convertido en XeF₄. Hallar el valor de "y".

Problema 2

Una batería de automóvil está constituida por placas de dióxido de plomo PbO₂ (polo positivo) y placas de plomo Pb (polo negativo), sumergidas en una disolución de ácido sulfúrico H₂SO₄. Durante la descarga, las placas positivas se van transformando en sulfato de plomo PbSO₄, según

PbO₂ (s) + H₂SO₄ (ac) + 2H⁺ (ac) + 2e^- ⇒ PbSO₄ (s) + 2H₂O (l)

Supongamos, que en el arranque del automóvil, extraemos de la batería una corriente de 10 A durante 1 minuto:

1. ¿Qué masa de PbO₂ se habrá transformado en PbSO₄?
2. ¿Cuántos moles de H₂SO₄ de la disolución se habrán consumido a consecuencia de la reacción del apartado anterior?

Datos:

Pesos atómicos: H = 1, O = 16, S = 32, Pb = 207
1 F = 96500 coulombs/mol e^-

Cuestión 1

1. Un átomo X tiene la siguiente configuración electrónica: 1s² 2s²2p⁶ 3s² 3p⁶ 5s¹. ¿Cuáles de las siguentes frases son correctas?: (Razonar la respuesta)
   1. X se encuentra en su estado fundamental
   2. X pertenece al grupo de metales alcalinos
   3. X pertenece al 5º período del sistema períodico
   4. X Si el electrón pasara desde el orbital 5s al 6s, se emitira energía luminosa que daría lugar ma una línea en el espectro de emisión.
2. Indicar, al menos, un procedimiento mediante el cual podríamos obtener energía en forma de trabajo, a parrtir de una reacción química.

Cuestión 2

Razonar si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones, referentes a una disolución acuosa de ácido acético:

1. El grado de disociación del ácido acético es independiente de la concentración inicial del ácido.
2. Si se añade una pequeña cantidad de ácido clorhídrico a la disolución, el grado de disociación del ácido acético aumenta.
3. Si se añade acetato de sodio a la solución, su pH aumenta.

Cuestión 3

De entre los siguientes compuestos: I= CH₄O, II= CH₂O, III= C₂H₆O, IV= C₂H₄O₂ y V= C₃H₆O, indicar, nombrándolos, cuales podrían ser alcohol, éter, aldehido, cetona o ácido. Considerar que cada molécula solo contiene un grupo funcional.

Cuestión 4

1. El ozono, O₃, es un gas que se encuentra en la alta atmósfera. ¿Qué papel desempeña dicho gas en aquella región? ¿Qué importancia tiene dicha función?
2. Escribir la estructura de Lewis del ozono. Predecir su forma geométrica, indicando el valor aproximado del ángulo de enlace. Predecir si la molécula será polar o no. (Secuencia de átomos: O - O - O)

Dato:

Número atómico del O: 8