Examen de Química de Islas Canarias 2020 (convocatoria extraordinaria)

Un elemento X tiene un número atómico 34 y un número másico de 79.

a) Indique el número de protones, neutrones y electrones que posee, y su configuración electrónica. (0,5 puntos)

b) Justifique cuántos electrones posee en la capa de valencia y su valencia iónica. (0,5 puntos)

c) Formule un posible compuesto del elemento X con cloro ($Z=17$) y razone si será iónico o covalente. (0,5 puntos)

d) Nombre y/o formule los siguientes compuestos: (0,5 puntos)

d.1) ${\text{HNO}}_2$

d.2) Trioxidosulfato de dilitio [sulfito de litio]

d.3) Tetrahidruro de silicio [hidruro de silicio (IV)]

d.4) ${\text{MgCO}}_3$

d.5) ${\text{NaHSO}}_4$

Responda a las siguientes cuestiones de química orgánica:

a) Nombre y/o formule los siguientes compuestos: (0,5 puntos)

a.1) ${\text{CH}}_3-\text{CH}({\text{CH}}_3)-{\text{CH}}_2-\text{COOH}$

a.2) ${\text{CH}}_2\text{OH}-{\text{CH}}_2\text{OH}$

a.3) 4,4-Diclorobutanal

a.4) 3-Metil-1-penteno [3-metilpent-1-eno]

a.5) 2,6-Dimetilfenol [2,6-dimetil-1-hidroxibenceno]

b) Si hacemos reaccionar el compuesto a.1) con metanol en medio ácido, formule y nombre el compuesto orgánico que se obtiene. (0,5 puntos)

c) Justifique si el compuesto a.1) presentará o no isomería óptica. (0,5 puntos)

d) Proponga un isómero de función y otro de cadena de la 2-pentanona [pentan-2-ona]. (0,5 puntos)

En un recipiente de 20 litros se estudia el equilibrio de descomposición del amoníaco:

$2{\text{NH}}_3(g)\rightleftharpoons 3{\text{H}}_2(g)+{\text{N}}_2(g)$

Inicialmente se introducen 5 moles de amoníaco, y cuando se alcanza el equilibrio, quedan 4,7 moles de amoníaco. Calcule:

a) Las concentraciones molares de cada una de las sustancias presentes en el equilibrio. (1 punto)

b) El grado de disociación ($\alpha$) del amoníaco. (0,5 puntos)

c) El valor de la constante $K_c$ del equilibrio. (0,5 puntos)

El ácido clorhídrico [cloruro de hidrógeno] reacciona con hidróxido de potasio para dar cloruro de potasio y agua. Si partimos de una disolución acuosa (A) de ácido clorhídrico 0,25 M y otra (B) de hidróxido de potasio 0,10 M:

a) ¿Qué volumen de disolución de hidróxido de potasio necesitaremos para neutralizar 25 mL de ese ácido? (0,6 puntos)

b) Calcule el pH de la disolución preparada mezclando 100 mL de (A) con 100 mL de (B). (1,4 puntos)

Para la siguiente reacción de oxidación-reducción:

${\text{I}}_2+{\text{HNO}}_3\to {\text{HIO}}_3+\text{NO}+{\text{H}}_2\text{O}$

a) ¿Qué especie es la oxidante y cuál la reductora? ¿Qué especie se oxida y cuál se reduce? (0,4 puntos)

b) Ajuste la reacción iónica por el método del ion-electrón. (1 punto)

c) Ajuste la reacción global. (0,6 puntos)

Para los compuestos (A) formaldehído [metanal] y (B) tricloruro de nitrógeno [cloruro de nitrógeno (III)]:

a) Dé las estructuras de Lewis de ambos compuestos. (0,4 puntos)

b) Justifique la geometría de ambas moléculas. (0,6 puntos)

c) Justifique si las moléculas (A) y (B) serán o no polares. (0,5 puntos)

d) Nombre y/o formule los siguientes compuestos: (0,5 puntos)

d.1) Dihidrogeno(trioxidosulfato) [ácido sulfuroso]

d.2) ${\text{NaHCO}}_3$

d.3) Pentaóxido de diantimonio [óxido de antimonio (V)]

d.4) ${\text{NiH}}_3$

d.5) $\text{HBr}$

Datos: números atómicos: $\text{C }(Z=6)$; $\text{O }(Z=8)$; $\text{H }(Z=1)$; $\text{Cl }(Z=17)$; $\text{N }(Z=7)$.

Responda a las siguientes cuestiones de química orgánica:

a) Una empresa cosmética japonesa considera al 2-nonenal [non-2-en-1-al] como una de las sustancias responsable del olor característico de determinadas personas. ¿Presentará esta sustancia isomería geométrica? Razone su respuesta. (0,5 puntos)

b) Si se hace reaccionar ese compuesto con cloro [dicloro] se forma un compuesto único. Formule y nombre ese compuesto e indique el tipo de reacción que tiene lugar. (0,5 puntos)

c) Dé la fórmula y nombre de las dos sustancias de partida que emplearía para obtener 2-metilpropanoato de metilo por medio de una reacción de esterificación. (0,5 puntos)

d) Nombre y/o formule los siguientes compuestos: (0,5 puntos)

d.1) ${\text{CH}}_3-\text{CH}({\text{CH}}_3)-{\text{CH}}_2-{\text{CH}}_2\text{OH}$

d.2) ${\text{CH}}_3-\text{CH}=\text{CH}-{\text{CONH}}_2$

d.3) Ácido 3-hidroxipentanoico

d.4) 2,5-Dimetilfenol [2,5-dimetil-1-hidroxibenceno]

d.5) 1,1,3-Propanotriol [propano-1,1,3-triol]

La solubilidad del hidróxido de manganeso (II) [dihidróxido de manganeso] a 25 °C es $\mathrm{3,62}\cdot {10}^{-5}$ M.

a) Calcule su constante del producto de solubilidad. (1 punto)

b) Calcule la concentración de iones ${\text{Mn}}^{2+}$ de esa disolución saturada, expresada en $\text{g}\mathrm{/}\text{L}$. (0,5 puntos)

c) Razone el aumento o disminución de la solubilidad del dihidróxido de manganeso por la adición de hidróxido de sodio. (0,5 puntos)

Datos: masa atómica: $\text{Mn}=\mathrm{54,97}\text{ u}$.

Una disolución acuosa de ácido acético [ácido etanoico] tiene un pH de 2,3. Si su constante es $K_a=\mathrm{1,8}\cdot {10}^{-5}$, calcule:

a) La concentración inicial de ácido acético que contiene la disolución. (1,5 puntos)

b) El grado de disociación del acético en esas condiciones. (0,5 puntos)

Los electrodos de una pila galvánica son de cobre (Cu) y aluminio (Al).

a) Escriba las reacciones que se producen en el ánodo y en el cátodo. (0,5 puntos)

b) Dé la notación de la pila formada. (0,5 puntos)

c) Calcule la fuerza electromotriz estándar ($E^o$) de la pila. (0,5 puntos)

d) Razone si se desprenderá hidrógeno [dihidrógeno] al introducir una barra de aluminio en una disolución de ácido clorhídrico [cloruro de hidrógeno]. (0,5 puntos)

Datos: potenciales normales de reducción: $E^o({\text{Cu}}^{2+}\mathrm{/}\text{Cu})=\mathrm{0,34}\text{ V}$; $E^o({\text{Al}}^{3+}\mathrm{/}\text{Al})=-\mathrm{1,67}\text{ V}$; $E^o({\text{H}}^{+}\mathrm{/}{\text{H}}_2)=\mathrm{0,00}\text{ V}$.