Examen de Química de La Rioja 2020 (convocatoria extraordinaria)

a) Indique razonadamente si es posible que existan orbitales (0,25 puntos por apartado):

i) $2f$ ii) $5g$ iii) $4d$ iv) $3f$

b) Dadas las siguientes combinaciones de números cuánticos: $(4,2,3,-1\mathrm{/}2)$, $(3,2,1,1\mathrm{/}2)$, $(2,0,-1,1\mathrm{/}2)$, $(1,0,0,1\mathrm{/}2)$ (0,5 puntos por apartado):

i) Indique de manera razonada cuáles de ellas no están permitidas.

ii) Indique de manera razonada cuál es el orbital en el que estaría el electrón definido por las combinaciones permitidas de las anteriores.

Para estudiar la capacidad oxidante del ion paladio(II) se trata una disolución 0,1 M de dicho ion con una pequeña cantidad de cada uno de los siguientes metales:

i) oro ii) sodio iii) cobre iv) platino

a) Escriba ajustadas las semirreacciones de oxidación y reducción, así como la reacción global que se produciría entre paladio(II) y cada uno de estos metales. (1 punto)

b) Indique razonadamente si en condiciones estándar el ion paladio(II) oxidará espontáneamente a alguno de estos metales. (1 punto)

Datos: $E^o({\text{Na}}^{+}\mathrm{/}\text{Na})=-\mathrm{2,71}\text{ V}$; $E^o({\text{Cu}}^{2+}\mathrm{/}\text{Cu})=+\mathrm{0,34}\text{ V}$; $E^o({\text{Pd}}^{2+}\mathrm{/}\text{Pd})=+\mathrm{0,95}\text{ V}$; $E^o({\text{Pt}}^{2+}\mathrm{/}\text{Pt})=+\mathrm{1,18}\text{ V}$; $E^o({\text{Au}}^{3+}\mathrm{/}\text{Au})=+\mathrm{1,50}\text{ V}$.

a) Indique de manera razonada si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

i) Si a una disolución saturada de una sal en agua se le añade uno de los iones que la forman, inmediatamente comienza a formarse precipitado de dicha sal. (0,5 puntos)

ii) Dos iones de cargas opuestas forman un precipitado cuando su producto iónico es menor que el valor de su constante del producto de solubilidad. (0,5 puntos)

b) Sabiendo que la constante que rige el equilibrio de solubilidad del cromato de plata en agua $(K_{ps})$ tiene un valor de $\mathrm{3,9}\cdot {10}^{-12}$, calcule la solubilidad de dicha sal en una disolución acuosa 0,02 M de cromato de sodio. (1 punto)

Al disolver 1,05 g de anilina $({\text{C}}_6{\text{H}}_5{\text{NH}}_2)$ en agua hasta un volumen de 25 mL se obtiene una disolución básica, al establecerse el equilibrio ácido-base correspondiente.

a) Escriba la ecuación correspondiente a dicho equilibrio y la expresión de la constante de equilibrio. (0,5 puntos)

b) Si la disolución resultante tiene un $\text{pH}=\mathrm{9,14}$, ¿cuál será el valor de $K_b$ de la anilina? (1,5 puntos)

Datos: masas atómicas: $\text{C}=12$; $\text{H}=1$; $\text{N}=14$.

La reacción de bromuro de hidrógeno con un alqueno terminal A $({\text{C}}_4{\text{H}}_8)$ conduce a un compuesto B, que presenta en su estructura un grupo terc-butilo. La reacción de B con cianuro de potasio produce el nitrilo C $({\text{C}}_5{\text{H}}_9\text{N})$.

a) Escriba las reacciones que tienen lugar, dibujando las estructuras de los compuestos A, B y C e identifique de qué tipo de reacción se trata cada una de ellas. (1 punto)

b) Dibuje las estructuras y escriba el nombre de todos los posibles isómeros estructurales y geométricos de los hidrocarburos de fórmula ${\text{C}}_4{\text{H}}_8$. (1 punto)

Dada la molécula ${\text{SCl}}_2$, indique razonadamente (0,5 puntos por apartado):

a) cuál será su estructura de Lewis, indicando los pasos seguidos para llegar a ella. ¿Cumple la regla del octeto?

b) cuál será su geometría molecular empleando la TRPECV.

c) cuál es la hibridación del átomo de azufre en la misma (TEV).

d) si se trata de una molécula polar o apolar.

En disolución acuosa, el dicromato de potasio oxida el ion hierro(II) a hierro(III) en presencia de ácido clorhídrico, reduciéndose a ion cromo(III):

a) Ajuste, mediante el método del ion-electrón, la ecuación iónica que corresponde a este proceso e indique cuál es la especie oxidante y cuál la especie reductora. (0,4 puntos)

b) Al disolver una muestra de 2,5 g de un mineral de hierro en ácido clorhídrico, se obtienen 50 mL de una disolución acuosa en la que todo el hierro presente en la muestra se encuentra en forma de hierro(II). En la valoración de 20 mL de esta disolución se consumen 15 mL de disolución de dicromato de potasio 0,1 M. ¿Cuál será la riqueza en hierro del mineral de partida? (1,6 puntos)

Dato: masa atómica: $\text{Fe}=\mathrm{55,85}$.

Un recipiente de 2 L de capacidad contiene una mezcla gaseosa de dihidrógeno, diyodo y yoduro de hidrógeno en equilibrio a una temperatura de 720 K. Dicha mezcla está formada por 0,005 moles de dihidrógeno, 0,005 moles de diyodo y 0,030 moles de yoduro de hidrógeno.

${\text{H}}_2(g)+{\text{I}}_2(g)\rightleftharpoons 2\text{HI}(g)$

a) Calcule el valor de $K_c$ y de $K_p$ para este equilibrio a 720 K. (0,75 puntos)

b) Calcule las presiones parciales y la presión total de los gases en equilibrio a esa temperatura. (0,75 puntos)

c) Indique razonadamente cómo evolucionará el sistema al añadir diyodo a la mezcla en equilibrio. (0,25 puntos)

d) Sabiendo que la reacción es exotérmica, ¿cómo evolucionará el sistema en equilibrio si aumentamos la temperatura? Razone su respuesta. (0,25 puntos)

Dato: $R=\mathrm{0,082}\text{ atm}\cdot \text{L}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$.

a) Enumere los factores que influyen en la velocidad de una reacción química en un proceso homogéneo y explique brevemente cómo afecta cada uno de ellos a la misma. (1 punto)

b) Defina los siguientes conceptos e indique sus principales características (0,5 puntos por apartado):

i) mecanismo de reacción.

ii) proceso o reacción elemental.

a) Formule o nombre correctamente los siguientes compuestos (0,3 puntos por apartado):

i) hexa-1,4-diino

ii) 2-fenilpropan-1-ol

iii) but-2-enal

iv) y v) los compuestos siguientes:



b) Indique cuáles de los anteriores compuestos presentan isómeros ópticos (señalando sus carbonos quirales) o geométricos (dibujando las estructuras de los mismos). (0,5 puntos)