Examen de Química de Galicia 2025 (convocatoria extraordinaria)

PREGUNTA 1. DESTREZAS BÁSICAS DE LA QUÍMICA / REACCIONES QUÍMICAS (2,5 puntos)

La presencia de ciertos gases en las capas bajas de la atmósfera, entre los que destaca el ${\text{SO}}_2$ procedente de fuentes naturales (erupciones volcánicas) o antropogénicas (por ejemplo, la industria siderúrgica), provoca una disminución importante del pH de la lluvia. Este fenómeno se conoce como “lluvia ácida” y se debe evitar por los graves efectos sobre la vegetación o las construcciones realizadas con caliza. Podemos resumir el proceso de acidificación de la lluvia por el ${\text{SO}}_2$ en las siguientes ecuaciones:

${\text{SO}}_{2(g)}+\frac{1}{2}{\text{O}}_{2(g)}\to {\text{SO}}_{3(g)}$

${\text{SO}}_{3(g)}+{\text{H}}_2{\text{O}}_{(l)}\to {\text{H}}_2{\text{SO}}_{4(aq)}$

Para cuantificar la presencia de ácido sulfúrico en el agua de lluvia se valoró una muestra empleando como valorante una disolución de hidróxido de sodio de concentración $\mathrm{5,0}\cdot {10}^{-4}\mathrm{M}$. Se repitió tres veces la valoración para mayor exactitud, con los resultados mostrados en la Tabla I.

Tabla I. Valoración (3 repeticiones)	Volumen disolución problema	Volumen disolución NaOH consumida 25 mL	49,9 mL 25 mL	50,2 mL 25 mL	46,9 mL

1.1. Escriba la reacción entre el ácido y la base, y determine la concentración de ácido sulfúrico en la muestra del agua de lluvia. (1,5 puntos)

1.2. Calcule el pH de la muestra del agua de lluvia valorada suponiendo que todo el ácido sulfúrico está disociado. (0,5 puntos)

1.3. Un técnico de laboratorio con poca experiencia repitió la valoración empleando el procedimiento descrito a continuación con los resultados mostrados en la Tabla II. Identifique el error cometido en el procedimiento de la valoración y justifique qué consecuencias tendrá sobre el resultado obtenido: “Se miden 25 mL de la disolución problema de ácido sulfúrico empleando un vaso de precipitados y se vierten en un matraz Erlenmeyer de 100 mL, añadiendo unas gotas de indicador. Por otro lado, en una bureta de 100 mL, sujeta en un soporte con pinzas, se añade la disolución de la base ($\mathrm{5,0}\cdot {10}^{-4}\mathrm{M}$) con ayuda de un embudo enrasándola correctamente. A continuación, se añade lentamente la disolución de la base sobre el ácido, agitando constantemente el matraz Erlenmeyer. Una vez alcanzado el punto de equivalencia, indicado por el cambio de color, se anota la cantidad de la base consumida” (0,5 puntos)

Tabla II. Valoración (3 repeticiones)	Volumen disolución problema	Volumen disolución NaOH consumida 25 mL	47,3 mL 25 mL	57,9 mL 25 mL	51,6 mL

PREGUNTA 2. REACCIONES QUÍMICAS / ENLACE QUÍMICO Y ESTRUCTURA DE LA MATERIA (2,5 puntos)

2.1. Dada la siguiente reacción, ajuste las ecuaciones iónica y molecular por el método del ión-electrón. (1 punto)

$\text{HCl}+{\text{KMnO}}_4\to {\text{Cl}}_2+\text{KCl}+{\text{MnCl}}_2+{\text{H}}_2\text{O}$

2.2. Calcule el volumen de disolución de ácido clorhídrico comercial de densidad 1,18 g/mL y 37% de riqueza, que se necesita para reaccionar con 10 g de permanganato potásico del apartado 2.1. (1 punto)

Responda uno de estos dos apartados 2.3 o 2.4:

2.3. Dados los compuestos KCl y ${\text{Cl}}_2$, discuta razonadamente qué tipo de interacciones hay que vencer en cada caso para fundirlos, sabiendo que los puntos de fusión son 772 °C y -34,6 °C respectivamente. (0,5 puntos)

2.4. Explique razonadamente si el ${\text{Cl}}_2$ será una especie soluble en agua. (0,5 puntos)

PREGUNTA 3. REACCIONES QUÍMICAS (2,5 puntos)

Responda uno de estos dos apartados 3.1. o 3.2:

3.1. En un reactor de 10 L de capacidad, en el que previamente se hizo vacío, se introducen 3 moles de ${\text{PCl}}_5$ y tras calentar a 270 °C se alcanza el siguiente equilibrio, ${\text{PCl}}_{5(g)}\rightleftarrows {\text{PCl}}_{3(g)}+{\text{Cl}}_{2(g)}$, siendo la presión en el interior del reactor de 16 atm.

3.1.1. Determine el número de moles de todas las especies en el equilibrio. (1 punto)

3.1.2. Calcule el valor de las constantes $K_c$ y $K_p$ a dicha temperatura. (1 punto)

3.1.3. Manteniendo constante la temperatura y la presión, si retiramos el cloro gaseoso que se produce en la reacción, ¿cómo evolucionará el sistema? (0,5 puntos)

3.2. Las entalpías normales de formación del propano gaseoso (${\text{C}}_3{\text{H}}_8$), dióxido de carbono gaseoso y agua líquida son, respectivamente, -104,7, -393,5 y -285,8 kJ/mol a 1 atm de presión y 25 °C.

3.2.1. Escriba la reacción de combustión del propano y calcule la entalpía de dicha reacción. (1 punto)

3.2.2. Calcule el calor que se desprende en la reacción de combustión anterior cuando se hacen reaccionar 150 litros de oxígeno medidos a 25 °C y 1 atm de presión con la cantidad estequiométrica de propano. (1 punto)

3.2.3. Discuta razonadamente si es cierto que una reacción exotérmica será siempre espontánea. (0,5 puntos)

Datos: $R=\mathrm{8,31}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{K}}^{-1}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}$ o $\mathrm{0,082}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{m}\cdot \mathrm{L}\cdot {\mathrm{K}}^{-1}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}$; 1 atm = 101,3 kPa.

PREGUNTA 4. ENLACE QUÍMICO Y ESTRUCTURA DE LA MATERIA / QUÍMICA ORGÁNICA (2,5 puntos)

Responda uno de estos dos apartados 4.1 o 4.2:

4.1. Responda los siguientes tres subapartados:

4.1.1. Indique, razonando la respuesta, si es verdadera la siguiente afirmación: “La geometría molecular de la molécula de ${\text{H}}_2\text{S}$ es angular” (1 punto)

4.1.2. Discuta razonadamente quién tendrá menor radio: ${\text{Na}}^{+}$ o ${\text{Mg}}^{2+}$ (1 punto)

4.1.3. Deduzca razonadamente los valores de los números cuánticos de todos los electrones que ocupan el orbital 3s del átomo de magnesio. (0,5 puntos)

4.2. Responda los siguientes tres subapartados:

4.2.1. Formule la reacción propuesta, indique de qué tipo es y nombre el producto orgánico obtenido: Pent-2-eno + ${\text{H}}_2$ (catalizador) $\to$ (0,5 puntos)

4.2.2. Para los siguientes compuestos, escriba las fórmulas semidesarrolladas, indicando razonadamente si presentan algún tipo de isomería óptica o geométrica: butan-2-amina y ácido pent-2-enoico. (1 punto)

4.2.3. De los siguientes compuestos, discuta razonadamente cuál tendrá mayor punto de ebullición: metano o propano. (1 punto)