Examen de Química de selectivitat — La Rioja 2025

UNIVERSIDAD DE LA RIOJA

Prueba de Acceso a la Universidad (PAU)

Curso Académico: 2024-2025

ASIGNATURA: QUÍMICA

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Ejercicio 1 (Pregunta 1 · 2 puntos)

1A)

Dados los valores de números cuánticos $(4, 2, 3, \frac{1}{2})$, $(3, 2, 1, -\frac{1}{2})$; $(3, 3, -1, \frac{1}{2})$, $(2, 1, -1, -\frac{1}{2})$ y $(1, 0, 0, \frac{1}{2})$:

a) Indique si son valores permitidos o no permitidos y razone su respuesta. (1 punto)

b) Indique para los estados permitidos, el tipo de orbital atómico en el que se encontraría el electrón. (0,5 puntos)

c) Justifique cuál de dichos orbitales tiene mayor energía. (0,5 puntos)

1B)

a) Determine la estructura de Lewis y la geometría, utilizando el método que considere oportuno (TEV y/o TRPECV), de las siguientes especies: (0,9 puntos)

i) NH₃
ii) H₂O
iii) BCl₃

b) Indique, razonadamente, el tipo de hibridación del átomo central en dichas sustancias. (0,6 puntos)

c) Ordene, razonadamente, las moléculas anteriores en orden decreciente de sus ángulos de enlace. (0,5 puntos)

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Ejercicio 2 (Pregunta 2 · 2 puntos)

2A)

El hidrógeno molecular reacciona con dióxido de carbono según el siguiente equilibrio químico:

$$\text{H}_2 \text{ (g)} + \text{CO}_2 \text{ (g)} \rightleftharpoons \text{CO (g)} + \text{H}_2\text{O (g)}$$

Si se introducen 0,85 moles de CO₂ y 1,25 moles de H₂ en un recipiente de 10 litros, y se calienta el sistema hasta los 1400 ºC, se forman 0,62 moles de CO.

a) Determine la Kc, la Kp y las presiones parciales de cada gas en el equilibrio a esa temperatura. (1,5 puntos)

b) Tras añadir al sistema anterior 0,8 moles de H₂O, razone hacían dónde se desplazará el equilibrio químico (0,5 puntos).

Datos: R = 0,082 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹.

2B)

En una reacción genérica del tipo:

$$\text{A} + \text{B} \rightleftharpoons \text{C} + \text{D}$$

La energía de activación para la reacción directa es de 30 KJ/mol y la energía de activación para la reacción inversa es de 55 KJ/mol.

a) Realice un esquema del diagrama energético de la reacción indicando la energía de activación directa e inversa, así como la diferencia de energía entre reactivos y productos (ΔHº). (1 punto)

b) Si se añade un catalizador que acelera la reacción, indique como variarán las energías de activación directa e inversa. (0,5 puntos)

c) Si se añade un catalizador, razone como variará la diferencia de energía (ΔHº) entre reactivos y productos. (0,5 puntos)

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Ejercicio 3 (Pregunta 3 · 2 puntos)

3A)

a) Ajuste la siguiente ecuación molecular por el método del ion-electrón: (1 punto)

$$\text{MnO}_2 \text{ (s)} + \text{KClO}_3 \text{ (ac)} + \text{KOH (ac)} \longrightarrow \text{KMnO}_4 \text{ (ac)} + \text{KCl (ac)} + \text{H}_2\text{O (l)}$$

b) 3 gramos de una muestra de dióxido de manganeso (MnO₂) se añaden a un matraz que contiene 500 ml de una disolución de clorato de potasio (KClO₃) en medio básico (KOH) en exceso. Tras finalizar la reacción, la concentración de permanganato de potasio (KMnO₄) es 0,05 M. Calcule la pureza en dióxido de manganeso (MnO₂) de la muestra inicial. (0,5 puntos)

c) ¿Cuál es el agente oxidante de la reacción? (0,5 puntos)

Datos: Masas atómicas: Mn = 54,9 g/mol; O = 16,0 g/mol.

3B)

La piridina (C₅H₅N) es una base débil con Kb = 1,7·10⁻⁹. En una disolución acuosa con concentración 0,0002 M, determine:

a) Calcule las concentraciones en el equilibrio de las especies iónicas correspondientes ([C₅H₅NH⁺] y [OH⁻]). (1 punto)

b) Determine el pH de la disolución. (0,5 puntos)

c) Si se realiza una valoración de una disolución de piridina con un ácido fuerte, como el HCl, ¿la disolución resultante en el punto de equivalencia tendrá un carácter ácido, básico o neutro? Razone su respuesta. (0,5 puntos)

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Ejercicio 4 (Pregunta 4 · 2 puntos)

4A)

En un compuesto orgánico de fórmula molecular C₅H₄N₂O₂, donde todos los átomos de nitrógeno forman parte del grupo funcional ciano (-CN) y todos los átomos de oxígeno forman parte del grupo funcional aldehído (-CHO):

a) Represente todos los isómeros estructurales que puede presentar dicho compuesto. (1,5 puntos)

b) Identifique, razonadamente, si alguno de ellos puede presentar isomería óptica. (0,5 puntos)

4B)

Ponga un ejemplo de los siguientes tipos de reacciones orgánicas y nombre correctamente las especies orgánicas de dichas reacciones: (0,5 puntos por apartado)

a) Reacción de sustitución de un alcohol.

b) Reacción de oxidación de un aldehído.

c) Reacción de adición de HCl a un alqueno.

d) Reacción de combustión de un alcano (ajustando la reacción química).

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Ejercicio 5 (Pregunta 5 · 2 puntos - obligatoria)

En el día a día, el análisis químico juega un papel fundamental para evaluar diferentes parámetros de calidad en diferentes productos cotidianos. Destaca por ejemplo el análisis de agua, que permite dar información sobre la calidad, la mineralización o dureza y la presencia de impurezas no deseadas, como los metales pesados. En la siguiente tabla, se presentan los resultados del análisis del agua de Logroño en diciembre de 2024:

Ion	Valor (mg · L⁻¹)
Ca²⁺	63,2
Na⁺	8,6

Estos datos los aporta un laboratorio certificado con gran precisión. Por ello, utilizando dichos valores, se lleva a cabo la siguiente experiencia en el laboratorio:

En un vaso de precipitados con una muestra de agua de Logroño de dicho mes, se añade gota a gota una disolución concentrada de KOH. Con un instrumento de medida de pH (pHmetro) se mide el valor de pH cuando aparece un precipitado blanco, siendo el pH igual a 12,8. Sabiendo que el precipitado es un hidróxido metálico y que la solubilidad del hidróxido de sodio es 1,1 Kg/L:

a) Razone si el precipitado que aparece es NaOH o Ca(OH)₂. (0,75 puntos)

b) Calcule su producto de solubilidad. (0,75 puntos)

c) El precipitado anterior se lava y se seca. Luego se añade a un vaso con 10 ml de agua. Razone si la disolución resultante será ácida, básica o neutra. (0,5 puntos)

Datos: Masas atómicas: H = 1,0; O = 16,0; Ca = 40,1; Na = 23,0 g/mol.