Examen de Química de Aragón 2026 (convocatoria ordinaria)

Los combustibles fósiles, como el petróleo, el carbón y el gas natural, han sido durante décadas la principal fuente de energía a nivel mundial. Sin embargo, su uso genera contaminación y contribuye al cambio climático. Frente a ello, las energías renovables, como la solar, eólica o hidráulica, ofrecen alternativas más limpias y sostenibles. Estas fuentes ayudan a reducir las emisiones y a cuidar el medio ambiente. Aun así, en determinados usos, especialmente en el transporte, los combustibles fósiles como la gasolina siguen siendo ampliamente utilizados debido a la infraestructura existente y a su alta densidad energética, es decir, con pocos litros se pueden recorrer muchos kilómetros.

La gasolina es un líquido que está compuesto por una mezcla de alcanos, y se puede considerar que su fórmula molecular promedio se corresponde con la del octano (C${}_8$H${}_{18}$). En la combustión de la gasolina a 25 °C, se produce dióxido de carbono en estado gaseoso y agua en estado líquido.

a) Escriba y ajuste la ecuación de combustión de la gasolina (C${}_8$H${}_{18}$). [0,5 puntos]

b) Determine la entalpía molar estándar de esta reacción de combustión. [0,5 puntos]

c) Si se dispone de un bidón de 85 litros de gasolina, ¿cuánto calor se liberará al quemar completamente su contenido? Además, ¿qué volumen de CO${}_2$ se formará en la reacción si se mide a 25 °C y 1 atm? Considere que la densidad de la gasolina es de 690 g/L. [1 punto]

Datos: $\mathrm{\Delta }{H}_f^o$ (kJ·mol${}^{-1}$): CO${}_2$ (g) = $-\mathrm{393,5}$; H${}_2$O (l) = $-\mathrm{285,8}$; C${}_8$H${}_{18}$ (l) = $-\mathrm{249,8}$. Masas atómicas: H = 1, C = 12. $R=\mathrm{0,082}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{m}\mathrm{L}{\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}{\mathrm{K}}^{-1}$.

En un recipiente de 3 L se introducen 2,5 moles de ICl, el cual descompone a 25 °C según el siguiente equilibrio:

$2\mathrm{I}\mathrm{C}\mathrm{l}(s)\rightleftharpoons {\mathrm{I}}_2(s)+{\mathrm{C}\mathrm{l}}_2(g)$

La constante $K_p$ tiene un valor de 0,24 a dicha temperatura.

a) Calcule cuál será la concentración de Cl${}_2$ cuando se alcance el equilibrio. [0,75 puntos]

b) Calcule cuántos gramos de ICl quedarán en el equilibrio. [0,75 puntos]

c) Si se quiere mejorar la obtención de I${}_2$ y Cl${}_2$ variando la presión del recipiente, ¿sería mejor aumentarla o disminuirla? Razone la respuesta. [0,5 puntos]

Datos: $R=\mathrm{0,082}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{m}\cdot \mathrm{L}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}\cdot {\mathrm{K}}^{-1}$. Masas atómicas: I = 127; Cl = 35,5.

Se quiere preparar una disolución de ácido fluorhídrico (HF) con un pH = 3.

a) Calcule la concentración molar inicial de ácido fluorhídrico. [1 punto]

b) Calcule el grado de disociación del ácido fluorhídrico en esta disolución. [0,5 puntos]

c) ¿Cuántos gramos de HNO${}_3$ sería necesario disolver en 500 mL de agua para obtener una disolución con un pH = 2,5? [0,5 puntos]

Datos: $K_a(\mathrm{H}\mathrm{F})=\mathrm{6,4}\cdot {10}^{-4}$; Masas atómicas: N = 14; O = 16; H = 1.

Dados los elementos A (Z = 35) y B (Z = 38):

a) Escriba las configuraciones electrónicas de los elementos A y B e indique a qué grupo y periodo pertenecen. [0,5 puntos]

b) Justifique cuál de los siguientes conjuntos de números cuánticos representa al electrón más energético del elemento de número atómico 38: [0,5 puntos]

i) (5, 1, $-1$, 1/2) ii) (5, 0, $-1$, $-1\mathrm{/}2$) iii) (4, 2, $-2$, 1/2) iv) (5, 0, 0, $-1\mathrm{/}2$)

c) Indique, de forma razonada, cuál de los dos elementos tendrá un menor radio atómico y cuál tendrá una mayor energía de ionización. [0,5 puntos]

d) Razone qué tipo de enlace (iónico, covalente o metálico) se formará entre A y B, y cuál será la fórmula del compuesto resultante. [0,5 puntos]

Conteste razonadamente a las siguientes cuestiones:

a) La molécula de BF${}_3$ presenta una geometría molecular trigonal plana y la geometría del H${}_2$Se es angular. Deduzca el carácter polar o no polar de la mismas. [0,5 puntos]

b) Las siguientes sustancias son sólidas a temperatura ambiente: KI y K, en estas condiciones ¿conducirán la electricidad? [0,5 puntos]

c) ¿Por qué el F${}_2$ es un gas a temperatura ambiente mientras que el Br${}_2$ es líquido? [0,5 puntos]

d) Indique si alguna de estas especies tiene electrones desapareados: K${}^{+}$ y O${}^{-}$. [0,5 puntos]

Considere la siguiente reacción:

${\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}}_2+{\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{C}\mathrm{l}}_3+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\to {\mathrm{S}\mathrm{b}\mathrm{C}\mathrm{l}}_5+\mathrm{N}\mathrm{O}+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

a) Ajuste la ecuación iónica por el método del ion-electrón y escriba la ecuación molecular completa. Indique la especie que hace de agente oxidante y la que hace de agente reductor. [1 punto]

b) Si se parte de 20 mL de una disolución de HCl de riqueza en masa 28 % y una densidad de 1,12 g/mL, ¿qué volumen de NO gaseoso se esperaría obtener medido a 1 atm y 25 °C? [1 punto]

Masas atómicas: Cl = 35,5; H = 1.

Indique, justificando la respuesta, si los siguientes procesos son de oxidación-reducción, o si, por el contrario, no se trata de un proceso redox. En el caso de los sistemas redox indique qué especie es el agente oxidante y cuál es el agente reductor.

a) $2\mathrm{A}\mathrm{l}+6\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\to 2{\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{C}\mathrm{l}}_3+3{\mathrm{H}}_2$ [0,4 puntos]

b) ${\mathrm{N}\mathrm{a}}_2\mathrm{S}+{\mathrm{C}\mathrm{l}}_2\to 2\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}+\mathrm{S}$ [0,4 puntos]

c) ${\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}}_3\to \mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}+{\mathrm{C}\mathrm{O}}_2$ [0,4 puntos]

d) $3\mathrm{C}\mathrm{u}+8{\mathrm{H}\mathrm{N}\mathrm{O}}_3\to 3{\mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{N}\mathrm{O}}_3{)}_2+2\mathrm{N}\mathrm{O}+4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ [0,4 puntos]

e) ${\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}}_2+2{\mathrm{H}}^{+}\to {\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}}^{2+}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ [0,4 puntos]

Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Si se añade K${}_2$CO${}_3$ a una disolución saturada de FeCO${}_3$ el producto de solubilidad de este último disminuye. [0,5 puntos]

b) La solubilidad del CaF${}_2$ es mayor que la del FeCO${}_3$. [1 punto]

c) En una disolución de FeCO${}_3$, la solubilidad del FeCO${}_3$ aumenta al añadir K${}_2$CO${}_3$. [0,5 puntos]

Datos: $K_{ps}({\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}\mathrm{O}}_3)=\mathrm{2,11}\cdot {10}^{-11}$; $K_{ps}({\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{F}}_2)=\mathrm{2,7}\cdot {10}^{-11}$.

Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) La constante de velocidad de una reacción de primer orden tiene como unidades mol·L${}^{-1}$·s${}^{-1}$. [0,5 puntos]

b) La velocidad de una reacción es dependiente de la temperatura. [0,5 puntos]

c) Si la velocidad de una reacción se cuadruplica cuando la concentración de uno de los reactivos se duplica, esto indica que el orden de reacción respecto de ese reactivo es 2. [0,5 puntos]

d) El orden total de una reacción se puede obtener a partir de los coeficientes estequiométricos de los reactivos. [0,5 puntos]