Examen de Química de Comunidad de Madrid 2026 (convocatoria extraordinaria)

En el laboratorio se dispone de dos disoluciones acuosas: ácido clorhídrico $\mathrm{0,85}\text{ M}$ y ácido acético (ácido etanoico) $\mathrm{1,1}\text{ M}$. Las etiquetas se han borrado y, con el fin de identificarlas correctamente, se han hecho los siguientes experimentos a $25{}^{\circ }\text{C}$:

— Experimento 1: se ha medido el pH de ambas disoluciones de ácidos, obteniéndose: 0,071 y 2,4.

— Experimento 2: se han valorado $10\text{ mL}$ de cada ácido con una disolución acuosa de hidróxido de potasio $\mathrm{1,2}\text{ M}$.

— Experimento 3: se ha hecho reaccionar el ácido de $\text{pH}=\mathrm{0,071}$ con óxido de manganeso(IV).

Responda a las siguientes cuestiones:

a) Calcule el valor de pH de cada disolución, compárelo con los valores experimentales obtenidos en el experimento 1, e identifique correctamente ambas disoluciones. [1 punto]

b) Para cada ácido, escriba la reacción de neutralización que se produce en el experimento 2 y determine el volumen de hidróxido de potasio necesario para alcanzar el punto de equivalencia. [0,5 puntos]

c) Sabiendo que en el experimento 3 tiene lugar una reacción redox, en la que se forman cloruro de manganeso(II), agua y cloro gaseoso, escriba y ajuste por el método de ion electrón las semirreacciones de oxidación y reducción resultantes, y las reacciones iónica y molecular. [1 punto]

Dato: a $25{}^{\circ }\text{C}$, $\text{p}{K}_a$ (ácido acético) $=\mathrm{4,8}$.

Responda a las siguientes cuestiones:

a) Deduzca de forma justificada qué anión divalente es isoelectrónico con ${\text{Na}}^{+}$. Escriba su símbolo y carga. [0,5 puntos]

b) Razone cuántos electrones con los números cuánticos $n=4$, $l=2$ y $m_l=0$ pueden pertenecer a un mismo átomo. Escriba en qué orbital(es) se encuentra(n) dicho(s) electrón(es). [0,5 puntos]

c) Defina la primera energía de ionización y justifique cuál de los elementos, Mg o Be, presenta mayor valor. [1 punto]

d) Razone el tipo de enlace químico presente en el compuesto ${\text{H}}_2\text{S}$. Justifique su solubilidad en agua. [0,5 puntos]

Considere la molécula de difluoruro de azufre y responda a las siguientes cuestiones:

a) Escriba para cada uno de los elementos, flúor y azufre, su símbolo, configuración electrónica, periodo y grupo al que pertenece y el número de electrones desapareados que tiene. [0,5 puntos]

b) Justifique cuál es el ion más estable de cada elemento y escriba el símbolo y la carga. Compare el radio del átomo de azufre con el de su ion más estable, razonando la respuesta. [0,5 puntos]

c) Dibuje la estructura de Lewis de la molécula, y nombre y represente su geometría molecular, utilizando la teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV). Indique la hibridación del átomo central. [1 punto]

d) Justifique la polaridad de la molécula. [0,5 puntos]

Responda a las siguientes cuestiones:

a) Nombre los siguientes compuestos y escriba su fórmula molecular. Justifique si son isómeros y, en su caso, el tipo de isomería que presentan:

${\text{CH}}_2\text{Br}-{\text{CH}}_2-\text{COO}-{\text{CH}}_2-{\text{CH}}_3$ y ${\text{CH}}_3-({\text{CH}}_2{)}_2-\text{CHBr}-\text{COOH}$. [0,5 puntos]

b) Complete las siguientes reacciones, formule y nombre todos los compuestos orgánicos indicando el producto mayoritario cuando proceda, y especifique la regla que sigue y el tipo de reacción: [1 punto]

i) propeno $+\text{ HBr }⟶$

ii) ${\text{CH}}_3-\text{CH}({\text{CH}}_3)-\text{CHOH}-{\text{CH}}_3+{\text{KMnO}}_4$ (oxidante) $⟶$

c) Formule y ajuste la reacción de hidrogenación del cis-pent-2-eno. Realice los cálculos necesarios para determinar si esta reacción es endotérmica o exotérmica a $298\text{ K}$ y $1\text{ atm}$, a partir de los valores termodinámicos de la reacción, obtenidos en las mismas condiciones experimentales: $\mathrm{\Delta }{S}_r^{\circ }=-\mathrm{126,0}\text{ J}\cdot {\text{K}}^{-1}\cdot {\text{mol}}^{-1}$ y $\mathrm{\Delta }{G}_r^{\circ }=-\mathrm{77,8}\text{ kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$. [1 punto]

Responda a las siguientes cuestiones:

a) Formule las siguientes reacciones, escriba el nombre de todos los reactivos y productos orgánicos e indique el tipo de reacción: [1 punto]

i) Formación de ${\text{CH}}_3-\text{CH}({\text{CH}}_3)-({\text{CH}}_2{)}_2-\text{COO}-{\text{CH}}_3$ a partir de la reacción de un ácido con otro reactivo.

ii) ${\text{CH}}_3-({\text{CH}}_2{)}_4-\text{CHO}+$ oxidante $⟶$

b) Escriba la fórmula semidesarrollada de los siguientes compuestos orgánicos: [0,5 puntos]

i) 2,3,3-trimetilbutanal.

ii) trans-4-metilpent-2-eno.

c) Formule la reacción de adición de ${\text{Cl}}_2$ a ${\text{CH}}_3-\text{CH}={\text{CH}}_2$. Nombre todos los compuestos orgánicos. Razone cómo afecta un aumento de temperatura a la velocidad de la reacción. [1 punto]

Se introducen $\mathrm{2,50}\text{ mol}$ de $\text{NOBr}$ en un recipiente de $\mathrm{10,0}\text{ L}$, se calienta a $300{}^{\circ }\text{C}$ y se deja que se alcance el siguiente equilibrio:

$2\text{ NOBr (g)}\rightleftharpoons 2\text{ NO (g)}+{\text{Br}}_2\text{ (g)}$

Se observa que, una vez alcanzado dicho equilibrio, la presión parcial de ${\text{Br}}_2$ es de $\mathrm{4,85}\text{ atm}$.

a) Calcule las presiones parciales de todas las especies en el equilibrio. [1 punto]

b) Determine $K_p$ y $K_c$. [0,5 puntos]

c) Razone cómo evoluciona el equilibrio si se disminuye el volumen del recipiente. [0,5 puntos]

d) Escriba y justifique la ecuación de velocidad de la reacción directa sabiendo que su constante de velocidad, a una determinada temperatura, es $\mathrm{0,80}\text{ L}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{s}}^{-1}$. [0,5 puntos]

Dato: $R=\mathrm{0,0820}\text{ atm}\cdot \text{L}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$.

La cantidad máxima de fluoruro de magnesio que se puede disolver a $25{}^{\circ }\text{C}$ en $500\text{ mL}$ de agua es de $\mathrm{65,4}\text{ mg}$.

a) Formule el equilibrio de solubilidad del fluoruro de magnesio en agua, detallando el estado de agregación de cada especie. [0,5 puntos]

b) Calcule la solubilidad molar y la constante del producto de solubilidad del fluoruro de magnesio en agua. Considere despreciable el volumen que ocupa el fluoruro de magnesio sólido. [1 punto]

c) Una de las formas de obtención de fluoruro de magnesio es mediante la siguiente reacción:

${\text{Mg(OH)}}_2\text{ (s)}+2\text{ HF (ac)}⟶{\text{MgF}}_2\text{ (s)}+2{\text{H}}_2\text{O (l)}$

Calcule el rendimiento de esta reacción si al reaccionar $180\text{ mg}$ de ${\text{Mg(OH)}}_2$ con $75\text{ mL}$ de $\text{HF }\mathrm{0,10}\text{ M}$, se obtienen $\mathrm{0,16}\text{ g}$ de ${\text{MgF}}_2$. [1 punto]

Datos: masas atómicas (u): $\text{H}=\mathrm{1,0}$; $\text{O}=\mathrm{16,0}$; $\text{F}=\mathrm{19,0}$; $\text{Mg}=\mathrm{24,3}$.