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

Ejercicio A

Problema 1

Durante la década de los años cuarenta y debido a la escasez de gasolina, se utilizó como combustible para automóviles el monóxido de carbono obtenido a partir del carbón en los "gasógenos". Sabiendo que la combustión del CO (g) para dar CO₂ (g) tiene una variación de entalpía de -283 KJ/mol a 25 ºC.

1. Calcular la variación de entalpía de formación del monóxido de carbono.
2. ¿Qué cantidad de calor se podría obtener al quemar 100 m³ de CO medidos a 25º C y 750 mm Hg?
3. ¿Qué volumen ocuparía el O₂ (g) necesario para la combustión del apartado anterior, medido en las mismas condiciones de presión y temperatura que el CO?

Datos:

R = 0,082 atm.l /grado.mol.
ΔH_f^o CO₂ (g) = -393,5 KJ/mol

Problema 2

El fosgeno, COCl₂, se descompone a elevada temperatura dando monóxido de carbono, CO, y cloro, Cl₂. Cuando se alcanza el equilibrio se observa que la presión total es 2,175 atm.

1. Calcular la Kc para la reacción COCl₂ (g) ⇔ CO (g) a 1000 K.
2. Una vez alcanzado el equilibrio se disminuye el volumen a la mitad manteniendo la temperatura constante. Indicar cualitativamente qué sucederá con el número de moles y con la concentración de las especies existentes.

Datos:

Pesos atómicos: C= 12 ; O = 16 ; Cl =35,5

Cuestión 1

Respecto el número cuántico "n" que aparece en el modelo atómico de Böhr indicar de manera razonada cuáles de las siguientes frases son correctas y cuáles incorrectas:

1. La energía del electrón en las órbitas está cuantizada y depende de n.
2. El radio de las órbitas no depende de n.
3. Las rayas del espectro de emisión del hidrógeno se deben a tránsitos del electrón desde una órbita a otra de n mayor.
4. Cuando el electrón pasa a tener n = ∞ el átomo se a ionizado.

Cuestión 2

Completar la siguiente tabla, indicando las especies constantes que faltan, y ordenar, según la fuerza relativa, los ácidos y las bases conjugadas que en ella aparecen:

ácido	base conjugada	Ka	Kb
CH3-COOH	¿?	1,8·10-5	¿?
¿?	NH3	¿?	1,8·10-5
HCN	¿?	4,9·10-10	¿?
¿?	HCOO-	¿?	4,8·10-11

Cuestión 3

Suponer que se dispone de dos barras metálicas, una de plomo y otra de cinc, y de dos disoluciones, una que contiene Pb²⁺ 1 M y la otra contiene Zn²⁺ 1 M.

1. Explicar cómo se construiría una pila con dichos materiales, dibujando un esquema de la misma.

   Calcular la diferencia de potencial o fuerza electromotriz de la pila.

2. Escribir las semireacciones que ocurren en cada semipila y la reacción global. Indicar además qué electrodo es el cátodo y cuál el ánodo.

Datos:

Pb²⁺+ 2 e^- ⇔ Pb ; Eº = - 0,13 V
Zn²⁺ + 2e^- ⇔ Zn ; Eº = - 0,76 V

Cuestión 4

Determinar la fórmula y nombre IUPAC de un aldehido, sabiendo que por oxidación produce un ácido monocarboxílico que contiene un 48,65 % de carbono y un 43,24 % de oxígeno. (Pesos atómicos: C = 12; O = 16; H = 1)

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Ejercicio B

Problema 1

La soldadura aluminotérmica se basa en el calor generado en la reacción:

2 Al (s) + Fe₂O₃ (s) ⇒ Al₂O₃ (s) + 2 Fe (s)

1. Si partimos de 100 g de cada uno de los reactivos ¿qué masa de hierro podemos obtener?, ¿cuántos átomos de hierro corresponden a dicha masa?
2. Indicar qué especie se oxida y cuál se reduce en la reacción anterior, así como quién es el oxidante y quién es el reductor, justificando la respuesta.
3. Demostrar el carácter exotérmico de la reacción.

Datos:

Pesos atómicos: O = 16; Al = 27; Fe = 56;
Numero de Avogadro = 6,023·10²³.
Entalpías de formación ΔH_f (KJ/mol): Fe₂O₃ = -822; Al₂O₃ = - 1670

Problema 2

Se mezcla 1 litro de disolución de HNO₃ (ácido fuerte) cuyo pH es 1,0 y 9 litros de disolución de Ba(OH)₂ (base fuerte) cuyo pH es 11,0.

1. Calcular las concentraciones de todas las especies presentes en las disoluciones del ácido y de la base.
2. Escribir la reacción de neutralización que se produce.
3. Calcular el pH de la disolución resultante de la mezcla, considerando que los volúmenes son aditivos.

Cuestión 1

Se burbujea cloro gas (Cl₂) en una disolución que contiene iones Fe²⁺ y Fe³⁺ a la misma concentración.

¿Qué reacción se producirá, si es que se produce alguna? En caso de producirse, escribir la reacción ajustada, indicando quién se oxida, quién se reduce, qué especie actúa como oxidante y cuál como reductora.

Datos: Potenciales de reducción standard:

Fe²⁺ + 2 e^-⇒ Fe ; Eº= - 0,44 V
Fe³⁺ + 3 e^-⇒ Fe ; Eº= - 0,04 V
Fe³⁺ + 1 e^-⇒ Fe²⁺ ; Eº= + 0,77 V
Cl₂ + 2 e^- ⇒ 2 Cl^- ; Eº= + 1,36 V

Cuestión 2

Se tiene una mezcla formada por los siguientes gases: CO, Cl₂ y COCl₂ a 400 ºC y 1 atm de presión en equilibrio:

CO (g) + Cl₂ (g) ⇔ COCl₂ (g)

Razonar y justificar si las siguientes afirmaciones son o no corectas:

Si se introduce en el sistema una pequeña cantidad de Cl₂, manteniendo el volumen y la temperatura constantes, cuando el sistema restablezca el equilibrio:

1. El cociente [ COCl₂]_equil/ [CO]_equil [Cl₂]_equil será mayor.
2. La masa de CO será mayor.
3. La de Cl₂ será mayor.
4. La concentración de COCl₂ será menor.

Cuestión 3

La oxidación de 15 gramos de cierto alcohol con dicromato de potasio, en medio ácido, produjo 13,5 gramos de butanona.

1. Escribir la fórmula estructural de dicho alcohol y nombrarlo.
2. ¿Cuál ha sido el rendimiento de la reacción de oxidación?

Datos:

Pesos atómicos: H = 1; C = 12; O = 16

Cuestión 4

1. Explicar por qué existe el PF₅ y no existe NCl₅
2. Escribir la serie de los cuatro números cuánticos para uno de los electrones de valencia del átomo de azufre en su estado fundamental. (Número atómico del azufre 16)