Examen de Química de La Rioja 2022 (convocatoria extraordinaria)

Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones (0,4 puntos por apartado):

a) El punto de ebullición de los siguientes compuestos: ${\text{H}}_2\text{O}$, $\text{LiBr}$ y ${\text{C}}_2{\text{H}}_6$, sigue el orden: ${\text{C}}_2{\text{H}}_6>{\text{H}}_2\text{O}>\text{LiBr}$.

b) La configuración electrónica $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}4p^5$ corresponde a un metal.

c) El cloruro de calcio no conduce la electricidad en estado sólido, pero sí fundido.

d) Al sublimar hielo seco (dióxido de carbono) se rompen enlaces covalentes.

e) Las fuerzas intermoleculares están relacionadas con la polaridad de las moléculas.

Para la siguiente reacción en fase gas:

${\text{I}}_2(g)+{\text{C}}_5{\text{H}}_8(g)\rightleftharpoons {\text{C}}_5{\text{H}}_6(g)+2\text{HI}(g)$

se cumple la ecuación $\ln K_p=\mathrm{17,39}-11.200\mathrm{/}T$.

a) Calcule el valor de $K_p$ y de $K_c$ a una temperatura de 114 ºC. (0,8 puntos)

b) Se introducen cantidades equimoleculares de ${\text{I}}_2$ y ${\text{C}}_5{\text{H}}_8$ en un recipiente cerrado, de modo que la presión total es de 12 atm. Calcule la presión total y las presiones parciales de todos los gases cuando se alcanza el equilibrio a 114 ºC. (1,2 puntos)

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

a) Una pila de níquel-cadmio contiene cadmio y óxido de níquel(IV) sólidos, que se transforman en hidróxido de cadmio e hidróxido de níquel(II) sólidos durante el funcionamiento normal de la pila. Escriba la reacción que tiene lugar ajustándola (en medio básico) mediante el método del ion-electrón. Identifique el ánodo y el cátodo de la pila, así como el agente oxidante y el reductor. (1 punto)

b) Dibuje y represente esquemáticamente una pila formada por un electrodo de zinc y otro de plata. Calcule el potencial estándar de la pila. (1 punto)

Datos: $E^o({\text{Ag}}^{+}\mathrm{/}\text{Ag})=\mathrm{0,80}\text{ V}$; $E^o({\text{Zn}}^{2+}\mathrm{/}\text{Zn})=-\mathrm{0,76}\text{ V}$.

a) Calcule el pH de una disolución acuosa de ácido acético 0,1 M sabiendo que está ionizado un 1,34 %. (0,5 puntos)

b) Calcule el valor de $K_a$ para el ácido acético. (0,5 puntos)

c) Calcule el pH y el grado de ionización de una disolución de ácido acético 1,5 M. (1 punto)

a) Escriba la fórmula semidesarrollada y el nombre de todos los isómeros de un compuesto orgánico de fórmula molecular ${\text{C}}_4{\text{H}}_{10}\text{O}$. (1 punto)

b) Indique qué tipos de isomería presentan entre ellos. (0,7 puntos)

c) ¿Alguno de ellos presenta isomería óptica? ¿Por qué? (0,15 puntos)

d) ¿Hay algún tipo de isomería que no esté representada en estos derivados? En caso afirmativo, indique de cuál/es se trata. (0,15 puntos)

Para las especies siguientes, represente su estructura de Lewis, indique si se cumple la regla del octeto y cuáles serían los ángulos de enlace aproximados en torno al átomo central (0,5 puntos por apartado):

a) ${\text{PCl}}_3$ b) ${\text{XeF}}_4$ c) ${\text{CHCl}}_3$ d) ${\text{BF}}_3$

a) Para el equilibrio $2{\text{SO}}_2(g)+{\text{O}}_2(g)\rightleftharpoons 2{\text{SO}}_3(g)$, la constante $K_p$ a 350 ºC tiene un valor de $\mathrm{5,6}\cdot {10}^4$. Si las presiones iniciales de dióxido de azufre y dioxígeno (antes de alcanzarse el equilibrio) son 0,350 y 0,762 atm, respectivamente, indique si cuando se alcance el equilibrio a esa temperatura la presión total será mayor, menor o igual a la presión total inicial. (0,5 puntos)

b) Enumere cuatro factores que pueden alterar un estado de equilibrio. Solo uno de ellos puede variar el valor de la constante de equilibrio. ¿Cuál es? (0,5 puntos)

c) Indique cómo será el pH (ácido, neutro o básico) de una disolución acuosa de cada una de las siguientes especies y escriba la reacción correspondiente al equilibrio químico que se establecerá en cada caso (0,25 puntos por apartado):

i) $\text{HCN}$ ii) ${\text{NaCH}}_3\text{COO}$ iii) ${\text{NH}}_2\text{Me}$ iv) ${\text{NH}}_4\text{Cl}$

a) Calcule el pH de una disolución saturada de hidróxido de hierro(II), cuya constante de solubilidad, $K_{ps}$, tiene un valor de $\mathrm{1,6}\cdot {10}^{-14}$. (1 punto)

b) Represente gráficamente de forma aproximada cómo sería la curva de valoración (pH frente al volumen de valorante) cuando se valora una disolución de ácido clorhídrico con hidróxido de sodio y coméntela. Escriba cuál será la reacción que tiene lugar en la valoración e indique cómo será el pH de la disolución en el punto de equivalencia. (1 punto)

a) Uno de los pasos en la síntesis industrial del ácido sulfúrico es la oxidación de dióxido de azufre a trióxido de azufre catalizada por pentaóxido de vanadio, que tiene lugar a unos 400 ºC, según la reacción:

$2{\text{SO}}_2(g)+{\text{O}}_2(g)\rightleftharpoons 2{\text{SO}}_3(g)$, con $\mathrm{\Delta }H<0$

Indique en qué sentido se desplazará este equilibrio si, una vez alcanzado, se producen los siguientes cambios (0,25 puntos por apartado):

i) se extrae parte del dioxígeno gaseoso.

ii) se añade algo más de óxido de azufre(IV) gaseoso.

iii) se extrae parte del óxido de azufre(VI) gaseoso.

iv) se comprime la mezcla de gases.

v) se extrae el pentaóxido de vanadio.

vi) se aumenta la temperatura.

b) Indique cómo afectarán a la velocidad de esta reacción los cambios introducidos en los dos últimos apartados. (0,5 puntos)

a) Escriba los productos de cada una de las siguientes reacciones orgánicas y clasifíquelas según el tipo de reacción del que se trata (0,2 puntos por apartado):

i) ${\text{CH}}_3-\text{CH}={\text{CH}}_2+\text{MeI}\to$

ii) ${\text{CH}}_3-{\text{CH}}_2-{\text{CH}}_2-{\text{CH}}_3+{\text{O}}_2\to$ (ajuste la reacción)

iii) ${\text{CH}}_3-\text{CH(OH)}-{\text{CH}}_2-\text{CH}({\text{CH}}_3)-{\text{CH}}_3+\text{HCl}\to$

iv) $\text{CH}\equiv \text{C}-\text{CH}({\text{CH}}_3)-{\text{CH}}_3+2{\text{H}}_2\to$

v) ${\text{CH}}_3-{\text{CH}}_2-\text{CHBr}-{\text{CH}}_3+\text{KCN}\to$

b) Nombre todos los compuestos orgánicos que aparecen como reactivos en el apartado a). (1 punto)