Examen de Química de Aragón 2026 (convocatoria extraordinaria)

Las pilas electroquímicas hacen posible que la energía química se convierta en electricidad, dando vida a muchos dispositivos que usamos a diario. Desde un simple reloj hasta un teléfono móvil, o desde unos cascos inalámbricos a un patinete eléctrico, todos dependen de este ingenioso proceso químico. Estudiar estas pilas permite descubrir cómo la química se transforma en energía útil y ayudan a entender el papel de la ciencia en la tecnología moderna. Para explicar estos procesos, un profesor construye con sus alumnos una pila electroquímica con electrodos de plomo y plata como la que se muestra en la figura.



Responda razonadamente a las siguientes cuestiones sobre dicha pila:

a) Determine el potencial de la pila en condiciones estándar y el sentido en el que se moverán los electrones. [0,5 puntos]

b) ¿Qué electrodo se comporta como ánodo y cuál como cátodo? Indique el proceso que tiene lugar en cada uno de ellos. [1 punto]

c) Si el puente salino está formado por KNO${}_3$, indique hacia qué electrodo se van a mover cada uno de sus iones. [0,5 puntos]

Datos: ${\epsilon }^o({\mathrm{A}\mathrm{g}}^{+}\mathrm{/}{\mathrm{A}\mathrm{g}}^0)=+\mathrm{0,80}$ V; ${\epsilon }^o({\mathrm{P}\mathrm{b}}^{2+}\mathrm{/}{\mathrm{P}\mathrm{b}}^0)=-\mathrm{0,13}$ V.

Dadas las siguientes sustancias: Na, NH${}_3$, Ne, MgBr${}_2$, conteste razonadamente:

a) Asigne las siguientes temperaturas de fusión a cada una de las sustancias: $-78$ °C, 98 °C, 711 °C, $-249$ °C. [0,6 puntos]

b) ¿Qué sustancia o sustancias de las indicadas conducen la electricidad a temperatura ambiente? [0,4 puntos]

c) Represente y justifique las estructuras de Lewis del NH${}_3$ y del MgBr${}_2$, indicando, en su caso, los pares de electrones no compartidos. [0,5 puntos]

d) Deduzca la hibridación del átomo central de la molécula de MgBr${}_2$. Razone la respuesta. [0,5 puntos]

Responda de forma razonada a las siguientes cuestiones:

a) Ordene los elementos K, Al y B en orden creciente de su primera energía de ionización. [0,5 puntos]

b) Los radios atómicos de 3 elementos diferentes de un mismo periodo son:

X = 186 pm Y = 143 pm Z = 100 pm

¿Cuál de los tres elementos esperaría que tuviese una mayor electronegatividad? [0,5 puntos]

c) La siguiente configuración electrónica representa un estado excitado de un átomo:

$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}4s^{2}3d^{9}4p^{2}5s^{2}4d^4$

Escriba la configuración electrónica del átomo en su estado fundamental e indique los números cuánticos ($n$, $l$, $m_l$, $m_s$) de su electrón diferenciador. [0,5 puntos]

d) Deduzca el número máximo de electrones en un átomo que pueden tener ($n=3$, $m_l=-1$) como números cuánticos. ¿Qué valor o valores de $l$ tendrían esos electrones? [0,5 puntos]

Se selecciona un ácido débil monoprótico, HA, para preparar una disolución 0,6 M. Calcule:

a) El pH de la disolución de HA si se sabe que tiene el mismo pH que una disolución de HNO${}_3$ de concentración $\mathrm{1,6}\cdot {10}^{-4}$ M. [0,3 puntos]

b) La constante de acidez ($K_a$) del ácido HA y la constante de su base conjugada ($K_b$). [1,2 puntos]

c) El grado de disociación de HA. [0,5 puntos]

a) Calcule el pOH de una disolución acuosa 0,35 M de iones fluoruro (F${}^{-}$). ($K_b=\mathrm{1,5}\cdot {10}^{-11}$) [0,9 puntos]

b) Se mezclan 10 mL de una disolución de ácido bromhídrico, HBr, de 48 % de riqueza en masa y una densidad de 1,49 g/mL, con 50 mL de una disolución de ácido clórico, HClO${}_3$, de pH = 1,1. Calcule la $[{\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}]$ en la disolución resultante. Ambos ácidos, HBr y HClO${}_3$, son ácidos fuertes. Considere los volúmenes aditivos. [1,1 puntos]

Masas atómicas: H = 1; Br = 80.

Cuando el octano (C${}_8$H${}_{18}$) se somete a una oxidación parcial con oxígeno molecular, conduce a la obtención de monóxido de carbono e hidrógeno molecular, siendo tanto reactivos como productos todos gases. La entalpía de esta reacción es de $-\mathrm{151,6}$ kJ por mol de octano oxidado.

a) Escriba y ajuste la reacción de oxidación parcial del octano y calcule la entalpía molar de formación de este reactivo. [0,8 puntos]

b) Si se parte de 90 mol de octano, ¿qué cantidad de oxígeno, en moles, se consumirá en su reacción? ¿Cuánto calor se desprenderá? Calcule la composición molar (%) de la mezcla gaseosa resultante. [1,2 puntos]

Datos: $\mathrm{\Delta }{H}_f^o$ (kJ·mol${}^{-1}$): Monóxido de carbono (g) = $-\mathrm{110,4}$.

El producto de solubilidad del hidróxido de magnesio es $1\cdot {10}^{-11}$ a 25 °C.

a) Escriba el equilibrio de solubilidad del hidróxido de magnesio y la expresión de su producto de solubilidad. [0,5 puntos]

b) ¿Cuántos gramos de hidróxido de magnesio habría que añadir para obtener un litro de una disolución saturada de esta sal a 25 °C? [0,5 puntos]

c) Determine si se formará precipitado de hidróxido de magnesio al mezclar 150 mL de una disolución de cloruro de magnesio ${10}^{-3}$ M y 250 mL de una disolución de hidróxido de sodio ${10}^{-4}$ M. Considere los volúmenes aditivos. [1 punto]

Masas atómicas: Mg = 24,3; O = 16; H = 1.

Considere la siguiente reacción:

$2{\mathrm{H}}_2(g)+\mathrm{C}\mathrm{O}(g)\rightleftharpoons {\mathrm{C}\mathrm{H}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}(g),\mathrm{\Delta }H=-\mathrm{90,5}\mathrm{k}\mathrm{J}$

a) El valor de $K_p$ para este proceso es de 0,095 cuando transcurre a una temperatura de 686 K. Si las concentraciones de todas las especies son 0,05 M, explique si el sistema se encuentra en equilibrio y si no lo está, ¿hacia qué lado evolucionará la reacción para alcanzarlo? [1 punto]

b) Proponga, de forma razonada, dos formas distintas de mejorar la formación de metanol (CH${}_3$OH) sin adicionar más H${}_2$ ni CO. [1 punto]

Datos: $R=\mathrm{0,082}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{m}\mathrm{L}{\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}{\mathrm{K}}^{-1}$.

a) Se lleva a cabo una misma reacción química en dos condiciones experimentales distintas, A y B. Si en el Experimento A se determina que la energía de activación tiene un valor de 2 kJ/mol y en el Experimento B la energía de activación es de 0,5 kJ/mol. Explique en cuál de los dos experimentos la reacción es más lenta. [0,5 puntos]

b) En uno de los experimentos anteriores (A o B) se ha utilizado un catalizador ¿en cuál de ellos ha sido? Razone la respuesta. [0,5 puntos]

c) Con el transcurso del tiempo, sin modificar la temperatura, la velocidad de una reacción química ¿disminuye, aumenta o se mantiene constante? Razone la respuesta. [0,5 puntos]

d) La constante de velocidad ($k$) de una reacción tiene un valor de 0,24 s${}^{-1}$, ¿se puede decir que el orden global de esta reacción es 1? Justifique la respuesta. [0,5 puntos]