Examen de Química de selectividad — Madrid 2025

Ejercicio 1

Pregunta 1 · 2,5 puntos

Responda a las siguientes preguntas:

a) (0,75 puntos) El nitrato de amonio es un compuesto con muchas aplicaciones, cuya síntesis se realiza por reacción directa de ácido nítrico y amoniaco. Escriba la reacción ajustada que se produce y, haciendo uso de la Tabla, calcule ∆Grº a 300 K. Justifique la espontaneidad de la reacción.

b) (0,75 puntos) Una de las aplicaciones del nitrato de amonio es como explosivo, ya que en ciertas condiciones (temperaturas por encima de 175 ºC) se produce de forma explosiva la reacción de descomposición que da lugar a óxido de dinitrógeno y agua. Escriba la reacción ajustada y con los datos de la Tabla calcule ∆Hrº y ∆Srº. Determine ∆Grº a 450 K para dicha reacción. Considere que ∆Hrº y ∆Srº no cambian con la temperatura. Justifique si la reacción es exotérmica y espontánea.

c) (0,5 puntos) Escriba la ley de velocidad de la reacción de descomposición del nitrato de amonio considerando que las unidades de su constante de velocidad son s⁻¹, e indique el orden de la reacción.

d) (0,5 puntos) Explique cómo afecta a la velocidad de la reacción de descomposición del nitrato de amonio una disminución de la temperatura.

Tabla. Datos termodinámicos a 300K.

Compuesto	∆Gfº (kJ·mol⁻¹)	∆Hfº (kJ·mol⁻¹)	Sº (J·K⁻¹·mol⁻¹)
NH₄NO₃	−184	−366	151
HNO₃	−81
NH₃	−17
N₂O		82	220
H₂O		−241	189

Ejercicio 2

Pregunta 2A · 2,5 puntos

Dadas las configuraciones electrónicas de tres elementos en estado fundamental X: [Ar]4s², Y: [Ne]3s² 3p² y Z: [He]2s² 2p⁵:

a) (0,5 puntos) Determine su posición en la tabla periódica (periodo y grupo).

b) (0,5 puntos) Indique nombre y símbolo de los elementos Y y Z.

c) (0,75 puntos) Justifique si es posible o no cada una de las siguientes combinaciones de números cuánticos. En los casos afirmativos, razone si puede corresponder al electrón más externo de alguno de los elementos del enunciado, indicando a cuál: (2, 1, 0, +1/2); (3, 0, 1, −1/2); (3, 2, 0, +1/2); (4, 4, 0, +1/2).

d) (0,75 puntos) Defina electronegatividad y justifique cuál de los elementos X, Y o Z es el más electronegativo.

Ejercicio 3

Pregunta 2B · 2,5 puntos

Considere las siguientes moléculas, cuyas temperaturas de ebullición se indican entre paréntesis: CH₃OH (338 K), HCHO (254 K) y CH₄ (111 K):

a) (0,5 puntos) Dibuje la estructura de Lewis de los tres compuestos.

b) (0,75 puntos) Indique la hibridación del átomo de carbono y la geometría de cada una de las moléculas del enunciado utilizando el modelo de RPECV.

c) (0,75 puntos) Justifique los diferentes valores de las temperaturas de ebullición indicadas.

d) (0,5 puntos) ¿Cuál/es es/son soluble/s en agua? Justifique la respuesta.

Ejercicio 4

Pregunta 3A · 2,5 puntos

Responda a las siguientes cuestiones:

a) (0,5 puntos) Nombre los siguientes compuestos, e indique a qué tipo de compuesto orgánico pertenecen:

• i) CH₃−CH(CH₃)−CH₂−C(CH₂CH₃)(CH₃)−CH₂−CHO
• ii) CH₂=CH−O−CH₂−CH₃

b) (1 punto) Escriba la fórmula semidesarrollada de los siguientes compuestos, nombrando el/los grupo/s funcional/es presente/s:

• i) 3−etil−3,5−dimetilhexan−2−ol
• ii) ácido 4−etenilhept−2−enoico
• iii) 4−etilhexan−3−ona
• iv) 3−etil−4−metilheptanamida

c) (1 punto) Formule y nombre dos isómeros de cadena no cíclicos del hexano.

Ejercicio 5

Pregunta 3B · 2,5 puntos

Responda a las siguientes cuestiones:

a) (1 punto) Justifique si para el compuesto CH₃−CH₂−CHOH−CH₃ son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones. Escriba las reacciones correspondientes si las hubiere, y nombre los productos:

• i) Al reaccionar con H₂SO₄ concentrado da prioritariamente dos compuestos isómeros geométricos.
• ii) Puede adicionar agua para dar butano.

b) (0,5 puntos) Formule, en cada caso, el compuesto que presente las siguientes condiciones:

• i) Un aldehído de tres carbonos que contenga átomos con hibridación sp.
• ii) Una amina secundaria de tres átomos de carbono, con el átomo de nitrógeno unido a un carbono con hibridación sp³ y a otro carbono con hibridación sp².

c) (1 punto) Dados los compuestos CH₃−CHOH−CH₃ y CH₃−CH₂−CH₃:

• i) Justifique cuál tiene mayor temperatura de fusión.
• ii) Formule la reacción de obtención de CH₃−CHOH−CH₃ a partir del alqueno correspondiente, indicando el medio en el que transcurre (ácido, básico), el tipo de reacción y si se trata del producto minoritario y la regla que sigue.

Ejercicio 6

Pregunta 4A · 2,5 puntos

El ácido butanoico (C₃H₇COOH) es un ácido monoprótico débil que se utiliza en muchas aplicaciones de la vida cotidiana, por ejemplo para mantener la frescura del pan, como aromatizante en jarabes o para mejorar la jugosidad de la carne, entre otras. A 25 ºC se preparan 250 mL de una disolución 0,250 M de este ácido con pH = 2,72.

a) (1,5 puntos) Escriba ajustada la reacción de disociación en agua y calcule el porcentaje de disociación del ácido y el pKa.

b) (0,5 puntos) A 25 ºC se prepara una disolución de butanoato de sodio (C₃H₇COONa). Razone, si su pH será mayor, menor o igual que el de la disolución del enunciado.

c) (0,5 puntos) Justifique si se formaría una disolución reguladora al mezclar la disolución del enunciado con una disolución de butanoato de sodio.

Ejercicio 7

Pregunta 4B · 2,5 puntos

En un recipiente de 2,50 L se introducen 0,0200 mol de N₂ y 0,0300 mol de H₂. Se eleva la temperatura hasta 400 ºC, y la reacción N₂ (g) + 3 H₂ (g) ⇄ 2 NH₃ (g) alcanza el equilibrio, obteniéndose ∆Hr < 0 y una concentración de NH₃ (g) de 0,00375 mol·L⁻¹.

a) (1 punto) Calcule las presiones parciales de cada sustancia en el equilibrio y la presión total.

b) (0,5 puntos) Obtenga Kp y Kc.

c) (0,5 puntos) Justifique si el rendimiento del proceso aumenta realizándolo a menor temperatura.

d) (0,5 puntos) Razone cómo varía la concentración de N₂ cuando se añade al equilibrio un gas inerte como el Ar a volumen y temperatura constantes.

Dato. R = 0,0820 atm⋅L⋅mol⁻¹⋅K⁻¹.