Examen de Química de selectividad — Asturias 2025

QUÍMICA

➢ Responda en el pliego en blanco a cuatro de las cinco preguntas que se proponen. De cada una de las seleccionadas conteste una única opción, A o B. Todas las preguntas se calificarán con un máximo de 2,5 puntos.

➢ Agrupaciones de preguntas que sumen más de 10 puntos o no coincidan con las indicadas conllevarán la anulación de la(s) última(s) pregunta(s) seleccionada(s) y/o respondida(s).

Ejercicio 1 (Pregunta 1. Opción A. 2,5 puntos)

Se muestran, a continuación, las configuraciones electrónicas de cuatro átomos en su estado fundamental:

$(1s)^2$ $(1s)^2(2s)^2(2p)^5$ $(1s)^2(2s)^2(2p)^6(3s)^1$ $(1s)^2(2s)^2(2p)^6(3s)^2(3p)^1$

a) (2,00 puntos) Identifique, razonadamente, a qué grupo y a qué periodo de la tabla periódica pertenece cada uno de esos átomos.

b) (0,50 puntos) Justifique cuál es el átomo más electronegativo.

Ejercicio 2 (Pregunta 1. Opción B. 2,5 puntos)

a) (1,50 puntos) Escriba las configuraciones electrónicas de los iones Li$^+$, F$^-$, Na$^+$, Mg$^{2+}$, S$^{2-}$ y Cl$^-$ en su estado fundamental.

b) (1,00 punto) Considere los elementos boro, carbono y aluminio. Explique, razonadamente, cuál de los tres tiene:

b.1) (0,25 puntos) mayor radio atómico;

b.2) (0,25 puntos) menor radio atómico;

b.3) (0,25 puntos) mayor energía de ionización;

b.4) (0,25 puntos) menor energía de ionización.

Ejercicio 3 (Pregunta 2. Opción A. 2,5 puntos)

a) (1,25 puntos) Se muestran, a continuación, los diagramas de bandas de cinco materiales diferentes (las zonas sombreadas representan niveles ocupados). Clasifique, razonadamente, cada uno de los materiales como un conductor, un aislante o un semiconductor eléctrico.

[Figura: Diagrama de bandas de energía con 5 materiales numerados del 1 al 5. Eje vertical: Energía. Cada material muestra dos bandas (superior e inferior). Las zonas sombreadas (negras) representan niveles ocupados:

• Material 1: banda inferior completamente sombreada, banda superior vacía, separación grande
• Material 2: banda inferior completamente sombreada, banda superior parcialmente sombreada en la parte inferior, separación pequeña
• Material 3: banda inferior completamente sombreada, banda superior completamente sombreada
• Material 4: banda inferior parcialmente sombreada en la parte superior, banda superior vacía, separación grande
• Material 5: banda inferior completamente sombreada, banda superior parcialmente sombreada en la parte inferior, separación intermedia]

b) (0,50 puntos) Se muestran, a continuación, las fórmulas estructurales desarrolladas de las vitaminas A y C. Justifique cuál de las dos es más soluble en agua.

[Figura: Estructuras químicas de:

• Vitamina A: estructura con anillo ciclohexeno sustituido y cadena lateral con dobles enlaces conjugados terminada en OH
• Vitamina C: estructura cíclica de cinco miembros con múltiples grupos OH y un grupo carbonilo]

c) (0,75 puntos) Ordene razonadamente, de menor a mayor punto de ebullición, los siguientes hidrocarburos: metano, etano y propano. ¿Qué tipo de fuerza existe entre las moléculas de dichos hidrocarburos?

Ejercicio 4 (Pregunta 2. Opción B. 2,5 puntos)

Represente las estructuras de Lewis de las siguientes especies, determine su geometría y, a partir de ella, la hibridación del átomo central.

a) F—C—F con F arriba y F abajo

b) F—P—F con F abajo

c) $\begin{bmatrix} \text{Cl} \\ | \\ \text{Cl}—\text{P}—\text{Cl} \\ | \\ \text{Cl} \end{bmatrix}^+$

Ejercicio 5 (Pregunta 3. Opción A. 2,5 puntos)

Obtenga la variación de energía interna, $\Delta U$, de un gas que:

a) (1,25 puntos) absorbe 20 J en forma de calor, $Q$, y se expande realizando un trabajo, $W$, de 12 J;

b) (1,25 puntos) desprende 30 J en forma de calor, $Q$, y se comprime porque se realiza un trabajo, $W$, sobre él de 52 J.

Ejercicio 6 (Pregunta 3. Opción B. 2,5 puntos)

A 298,15 K, el valor de $K_{sol}$ ("producto de solubilidad") para el Ca(OH)$_2$, un sólido poco soluble en agua, es $5,02 \cdot 10^{-6}$. Calcule, a esa temperatura, la solubilidad, $s$, del Ca(OH)$_2$.

Ejercicio 7 (Pregunta 4. Opción A. 2,5 puntos)

A 25 °C, el pH de una disolución acuosa de ácido hipocloroso, HClO, es 4,05. Calcule cuántos moles de HClO se emplearon para preparar 2,00 L de dicha disolución.

Dato: $K_a(\text{HClO}, 25\,°\text{C}) = 10^{-7,40}$.

Ejercicio 8 (Pregunta 4. Opción B. 2,5 puntos)

El clorato de potasio, KClO$_3$, reacciona con el hidróxido de cromo(III), Cr(OH)$_3$, en presencia de hidróxido de potasio, KOH (reacción en medio básico), generándose, entre otras especies, los aniones cloruro, Cl$^-$, y cromato, CrO$_4^{2-}$.

a) (0,25 puntos) Identifique el elemento que se reduce y sus estados de oxidación inicial y final.

b) (0,25 puntos) Escriba la semirreacción de reducción, en forma iónica, ajustada.

c) (0,25 puntos) Identifique el elemento que se oxida y sus estados de oxidación inicial y final.

d) (0,25 puntos) Escriba la semirreacción de oxidación, en forma iónica, ajustada.

e) (0,75 puntos) Escriba la reacción de oxidación-reducción, en forma iónica, ajustada.

f) (0,75 puntos) Escriba la reacción de oxidación-reducción, en forma molecular, ajustada.

Ejercicio 9 (Pregunta 5. Opción A. 2,5 puntos)

a) (1,00 punto)

a.1) (0,25 puntos) ¿Qué nombre recibe el compuesto que se forma al hacer reaccionar con una disolución acuosa de ácido sulfúrico, H$_2$SO$_4$, el 1-metilciclohexeno?

a.2) (0,25 puntos) Escriba la fórmula estructural desarrollada de dicho compuesto.

a.3) (0,50 puntos) ¿Qué tipo de reacción ha tenido lugar?

b) (1,50 puntos) Nombre, siguiendo las normas vigentes de la IUPAC (nomenclatura sustitutiva), los siguientes compuestos:

[Figura: Tres estructuras químicas:

1. Ciclohexano con un sustituyente etilo
2. Cadena carbonada ramificada con dobles enlaces
3. Cadena carbonada con un grupo OH y ramificaciones metilo]

Ejercicio 10 (Pregunta 5. Opción B. 2,5 puntos)

La constante de velocidad, $k$, de una reacción química se duplica cuando la temperatura aumenta desde 15,00 hasta 25,00 °C.

a) (1,25 puntos) Calcule la energía de activación, $E_A$, de la reacción.

b) (1,25 puntos) Si $k = 1,20 \cdot 10^{-2}$ L mol$^{-1}$s$^{-1}$ a 25,00 °C, calcule el valor de $k$ a 100,00 °C.

Dato: $R = 8,314\,472$ J K$^{-1}$ mol$^{-1}$.