Examen de Química de Cantabria 2025 (convocatoria extraordinaria)

Considere los siguientes compuestos ${\text{NH}}_3$, ${\text{Cl}}_2$, $\text{Mg}$ y $\text{NaBr}$ y responda a las siguientes tareas: [2 puntos]

a) Razone el tipo de enlace presente en cada uno de ellos. [0,50 puntos]

b) Razone si conducen la corriente eléctrica a temperatura ambiente. [0,50 puntos]

c) Sabiendo que el Ba tiene un número atómico igual a 56, escriba su configuración electrónica. [0,50 puntos]

d) Escriba un posible conjunto de números cuánticos $(n,l,m,s)$ para el electrón diferenciador del Ba. [0,50 puntos]

Datos: número atómico $(Z)$: $\text{H}=1$; $\text{N}=7$; $\text{Na}=11$; $\text{Mg}=12$; $\text{Cl}=17$; $\text{Br}=35$.

Realice las siguientes tareas: [2 puntos]

a) Para la molécula ${\text{BH}}_3$, razone la geometría que presenta y justifique el tipo de hibridación para el átomo central. [0,50 puntos]

b) Ordene, justificadamente, según su punto de fusión los siguientes compuestos: ${\text{H}}_2\text{O}$, $\text{LiF}$ y ${\text{CH}}_4$. [0,50 puntos]

c) Dados los siguientes conjuntos de números cuánticos $(n,l,m,s)$:

$(1,0,-1,+1\mathrm{/}2);(3,2,-2,-1\mathrm{/}2);(4,3,2,-1\mathrm{/}2);(5,2,2,+1\mathrm{/}2);(2,-1,-1,+1\mathrm{/}2)$

Explique brevemente cuál o cuáles de ellos no son posibles para un electrón de un átomo. [0,50 puntos]

d) Escriba la configuración electrónica del Fe $(Z=26)$ y explique si alguno de los conjuntos de números cuánticos del apartado c) puede corresponder al electrón diferenciador del Fe. [0,50 puntos]

Datos: número atómico $(Z)$: $\text{H}=1$; $\text{Li}=3$; $\text{B}=5$; $\text{C}=6$; $\text{O}=8$; $\text{F}=9$.

Considere la siguiente reacción química y responda a las siguientes tareas: [2 puntos]

${\text{MnCl}}_2+{\text{KBiO}}_3+\text{HCl}\to {\text{KMnO}}_4+{\text{BiCl}}_3+\text{KCl}+{\text{H}}_2\text{O}$

a) Ajuste la ecuación anterior aplicando el método del ion-electrón, señalando cuáles son las semirreacciones de oxidación y de reducción. [1 punto]

b) ¿Cuántos gramos de ${\text{KBiO}}_3$ son necesarios para reaccionar con 20 mL de una disolución de 0,5 M de ${\text{MnCl}}_2$? ¿Y cuál será el rendimiento de la reacción sabiendo que se han obtenido 0,85 g de $\text{KCl}$? [1 punto]

Dato: masas atómicas: $\text{Cl}=\mathrm{35,5}$; $\text{O}=16$; $\text{Bi}=209$; $\text{K}=39$.

En la fermentación anaerobia de una cierta cantidad de glucosa sólida $({\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6)$, a presión de una atmósfera y 298 K, se liberan 1692,5 kJ de calor. En dicha fermentación, la glucosa se convierte en etanol $({\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH})$ líquido, desprendiéndose además dióxido de carbono, de acuerdo a la siguiente reacción: [2 puntos]

${\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6(s)\to 2{\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}(l)+2{\text{CO}}_2(g)$

a) Calcule la entalpía de la reacción. [0,50 puntos]

b) ¿Cuántos kilos de glucosa se han fermentado para liberar ese calor? [0,50 puntos]

c) Si la variación de entropía $(\mathrm{\Delta }{S}^o)$ de la fermentación de glucosa es 536,9 $\text{J}\cdot {\text{K}}^{-1}\cdot {\text{mol}}^{-1}$, calcule la variación de la energía libre de Gibbs $(\mathrm{\Delta }{G}^o)$ en las condiciones de fermentación, indicando si el proceso será espontáneo. [1 punto]

Datos: $\mathrm{\Delta }{H}_f^o(\text{kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1})$: ${\text{C}}_6{\text{H}}_{12}{\text{O}}_6(s)=-\mathrm{1273,3}$; ${\text{C}}_2{\text{H}}_5\text{OH}(l)=-277$; ${\text{CO}}_2(g)=-\mathrm{393,5}$. Masas atómicas: $\text{H}=1$; $\text{C}=12$; $\text{O}=16$.

Se prepara una disolución de ácido nitroso $({\text{HNO}}_2)$ de pH = 2,29. Realice las siguientes tareas: [2 puntos]

a) Determine la concentración inicial del ácido. [0,75 puntos]

b) Calcule el grado de disociación del ácido. [0,50 puntos]

c) A 200 mL de la disolución del enunciado se le adicionan 509 mg de $\text{NaOH}$. Escriba la reacción que transcurre y justifique si la disolución resultante tendrá carácter ácido, básico o neutro. [0,75 puntos]

Datos: $K_a({\text{HNO}}_2)=\mathrm{4,5}\times {10}^{-4}$. Masas atómicas: $\text{H}=1$; $\text{O}=16$; $\text{Na}=23$.

Los productos de solubilidad del cloruro de plata $(\text{AgCl})$ y del fosfato de plata $({\text{Ag}}_3{\text{PO}}_4)$ son respectivamente $\mathrm{1,6}\times {10}^{-10}$ y $\mathrm{1,8}\times {10}^{-18}$. Indique razonadamente: [2 puntos]

a) ¿Qué sal será más soluble en agua? [1 punto]

b) ¿Cómo se modificará la solubilidad, si se las disuelve en una disolución de nitrato de plata $({\text{AgNO}}_3)$? [1 punto]

Realice las siguientes tareas: [2 puntos]

a) Indique cuáles de los siguientes compuestos son isómeros entre sí y especifique el tipo de isomería que presentan: a1) 4-metil-pentan-2-ona; a2) 2-metilpropan-1-ol; a3) 3,3-dimetilbutanal; a4) butan-1-ol. [1 punto]

b) Complete y ajuste las siguientes reacciones e indique el tipo de reacción: [1 punto]

b1) ${\text{CH}}_3-\text{CH}={\text{CH}}_2+\text{HI}\to$

b2) ${\text{CH}}_3-\text{CHBr}-{\text{CH}}_3+\text{KOH}\to$