Examen de Química de selectividad — Madrid 2023

UNIVERSIDADES PÚBLICAS DE LA COMUNIDAD DE MADRID

EVALUACIÓN PARA EL ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIVERSITARIAS OFICIALES DE GRADO

Curso 2022-2023

MATERIA: QUÍMICA

INSTRUCCIONES GENERALES Y CALIFICACIÓN

Después de leer atentamente el examen, responda a cinco preguntas cualesquiera a elegir entre las diez que se proponen.

TIEMPO Y CALIFICACIÓN: 90 minutos. Todas las preguntas se calificarán sobre 2 puntos.

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Ejercicio 1 (A.1)

Considere los elementos: A ($Z = 17$) y B ($Z = 12$).

a) (0,5 puntos) Escriba la configuración electrónica e indique el nombre, símbolo, grupo y periodo de ambos.

b) (0,5 puntos) Justifique cuál es el elemento de mayor energía de ionización.

c) (0,5 puntos) Justifique cuál es el ion más estable de cada elemento y escriba sus configuraciones electrónicas.

d) (0,5 puntos) Explique si el radio del ion más estable de cada elemento es mayor o menor que el de su respectivo átomo neutro.

Ejercicio 2 (A.2)

Responda a las siguientes cuestiones:

a) (0,5 puntos) Formule el compuesto 3−bromo−4−metilpentanal. Formule y nombre un isómero de función.

b) (0,5 puntos) Formule y nombre dos isómeros de posición del éter con fórmula molecular $\mathrm{C_4H_{10}O}$.

c) (0,5 puntos) Escriba y ajuste la reacción de combustión del compuesto etino.

d) (0,5 puntos) Escriba la reacción de obtención del ácido 2−metilbutanoico a partir del aldehído necesario, indicando el tipo de reacción que se produce y nombrando dicho aldehído.

Ejercicio 3 (A.3)

Responda a las siguientes cuestiones:

a) (0,5 puntos) Formule el equilibrio de solubilidad del fluoruro de magnesio, indicando el estado de cada especie. Escriba la expresión para $K_s$ en función de la solubilidad.

b) (0,5 puntos) Determine el valor de la solubilidad del fluoruro de magnesio en $\mathrm{mol \cdot L^{-1}}$ y en $\mathrm{g \cdot L^{-1}}$.

c) (0,5 puntos) Determine la concentración de ion fluoruro en una disolución saturada de fluoruro de magnesio.

d) (0,5 puntos) Justifique cómo varía la solubilidad del fluoruro de magnesio al añadirle un exceso de ácido fluorhídrico.

Datos. $K_s$ (fluoruro de magnesio) = $5,2 \times 10^{-11}$; Masas atómicas (u): F = 19,0; Mg = 24,3.

Ejercicio 4 (A.4)

La reacción en fase gaseosa $2\,\mathrm{A} \rightarrow 2\,\mathrm{B} + \mathrm{C}$ es de segundo orden. Cuando la concentración de A es 0,050 M presenta una velocidad de $7,8 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol \cdot L^{-1} \cdot s^{-1}}$.

a) (0,5 puntos) Escriba la ecuación de velocidad y deduzca las unidades de la constante de velocidad.

b) (0,5 puntos) Determine la constante de velocidad y calcule la velocidad cuando la concentración de A sea 0,090 M.

c) (0,5 puntos) Justifique cómo afecta a la velocidad de la reacción la presencia de un catalizador.

d) (0,5 puntos) Justifique, mediante la ecuación de Arrhenius, cómo afecta a la constante de velocidad un aumento de la temperatura.

Ejercicio 5 (A.5)

La reacción entre dióxido de azufre y sulfato de cobre(II), en presencia de cloruro de sodio, permite preparar cloruro de cobre(I), produciéndose también sulfato de sodio y ácido sulfúrico.

a) (0,75 puntos) Formule y ajuste por el método del ion electrón las semirreacciones de oxidación y reducción que tienen lugar. Indique las especies que actúan como oxidante y reductora.

b) (0,75 puntos) Ajuste las reacciones iónica y molecular.

c) (0,5 puntos) Calcule el volumen de $\mathrm{SO_2}$ que reacciona con 7,0 g de sulfato de cobre(II), a 1,0 atm y 25 °C.

Datos. Masas atómicas (u): O = 16,0; S = 32,0; Cu = 63,5. $R = 0,082\,\mathrm{atm \cdot L \cdot mol^{-1} \cdot K^{-1}}$.

Ejercicio 6 (B.1)

Para las moléculas: $\mathrm{NH_3}$ y $\mathrm{SH_2}$.

a) (0,5 puntos) Indique y represente la geometría molecular aplicando el método de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (RPECV).

b) (0,5 puntos) Indique la hibridación del átomo central.

c) (0,5 puntos) Justifique su polaridad.

d) (0,5 puntos) Justifique la fuerza intermolecular más importante que presenta cada una de ellas.

Ejercicio 7 (B.2)

Formule los reactivos y el producto mayoritario de las siguientes reacciones. Indique el tipo de reacción, la regla que sigue si es el caso, y nombre los productos.

a) (0,75 puntos) 3−metilpent−2−eno + HCl $\rightarrow$

b) (0,75 puntos) 3−metilpentan−2−ol + $\mathrm{H_2SO_4}$(concentrado) $\rightarrow$

c) (0,5 puntos) Ácido pentanoico + etanol $\rightarrow$

Ejercicio 8 (B.3)

Cuando se calientan 0,20 mol de $\mathrm{HCONH_2}$ a 127 ºC en un reactor de 5,0 L, tiene lugar la siguiente reacción:

$$\mathrm{HCONH_2\,(g)} \rightleftharpoons \mathrm{NH_3\,(g)} + \mathrm{CO\,(g)} \qquad (\Delta H = +29,4\,\mathrm{kJ \cdot mol^{-1}})$$

alcanzándose en el equilibrio una presión total de 1,6 atm.

a) (0,75 puntos) Calcule las concentraciones de cada especie en el equilibrio.

b) (0,75 puntos) Calcule $K_c$, $K_p$ y la fracción molar del reactivo que queda sin descomponer.

c) (0,5 puntos) Justifique lo que ocurrirá en el equilibrio al aumentar la temperatura.

Dato. $R = 0,082\,\mathrm{atm \cdot L \cdot mol^{-1} \cdot K^{-1}}$.

Ejercicio 9 (B.4)

Responda a las siguientes cuestiones:

a) (1 punto) La biotina es un ácido monoprótico, HA. Una disolución de biotina 0,010 M tiene un pH de 3,3. Determine la constante de disociación y el grado de disociación.

b) (1 punto) Determine el volumen de una disolución de hidróxido de sodio 0,050 M necesario para neutralizar 100 mL de la disolución de HA.

Ejercicio 10 (B.5)

A través de una celda electrolítica que contiene una disolución acuosa de $\mathrm{CdSO_4}$, se hace pasar una corriente de 2,50 A durante 90 minutos, observándose que se deposita Cd y se desprende oxígeno molecular.

a) (1 punto) Escriba las reacciones que se producen en el ánodo y en el cátodo, y la reacción iónica y molecular, ajustadas por el método del ion electrón, indicando el estado de las especies.

b) (1 punto) Calcule los gramos de Cd depositados.

Datos. $E^0$ (V): $\mathrm{Cd^{2+}/Cd} = -0,40$; $\mathrm{O_2/H_2O} = 1,23$. $F = 96485\,\mathrm{C \cdot mol^{-1}}$. Masa atómica (u): Cd = 112,4.