Examen de Química de La Rioja 2025 (convocatoria ordinaria)

Dadas las moléculas ${\text{Cl}}_2\text{O}$ y ${\text{BeCl}}_2$:

a) Explique, de forma razonada, la geometría de ambas moléculas. (1,0 puntos)

b) Dada la electronegatividad de los átomos de $\text{Cl}$ (3,16), $\text{O}$ (3,44) y $\text{Be}$ (1,57), discuta razonadamente la polaridad de los enlaces y la polaridad global de ambas moléculas. (1,0 puntos)

Explique, brevemente, los siguientes conceptos:

a) Enlace iónico. (0,5 puntos)

b) Energía de ionización. (0,5 puntos)

c) Enlace de hidrógeno. (0,5 puntos)

d) Sólido covalente. (0,5 puntos)

La lejía es una disolución acuosa de hipoclorito de sodio $(\text{NaClO})$, un compuesto químico oxidante que tiene propiedades bactericidas y desinfectantes. El ácido conjugado del $\text{NaClO}$ es el ácido hipocloroso $(\text{HClO})$ y tiene una constante de acidez igual a $\mathrm{3,2}\cdot {10}^{-8}$.

a) Calcule la constante de basicidad del hipoclorito de sodio. (0,5 puntos)

b) Calcule el pH de 100 mL de ácido hipocloroso $(\text{HClO})$ al 5 % (m/V) (gramos por cada 100 mL de disolución). (1,5 puntos)

Datos: masas atómicas: $\text{H}=\mathrm{1,0}$; $\text{O}=\mathrm{16,0}$; $\text{Cl}=\mathrm{35,5}$; $\text{Na}=\mathrm{23,0}$ g/mol.

La reacción química:

$2\text{A}+\text{B}+\text{C}\to \text{D}+\text{E}$

tiene la siguiente ecuación de velocidad $v=k\cdot [\text{A}{]}^2\cdot [\text{C}]$.

a) Calcule los órdenes parciales de reacción para todos los reactivos y el orden total o global de la reacción. (0,75 puntos)

b) Deduzca, razonadamente, las unidades de la constante de velocidad. (0,5 puntos)

c) Calcule la constante de velocidad, si la velocidad es $v=\mathrm{0,025}\text{ M}\cdot {\text{s}}^{-1}$ cuando las concentraciones son $[\text{A}]=\mathrm{0,05}$ M; $[\text{B}]=\mathrm{0,05}$ M; $[\text{C}]=\mathrm{0,10}$ M. (0,75 puntos)

En un laboratorio se dispone de ${\text{Cl}}_2(g)$ y de ${\text{I}}_2(s)$. Teniendo en cuenta sus potenciales estándar de reducción, identifique qué sustancia o sustancias podría utilizar para obtener, de forma espontánea, las especies indicadas en los apartados a) y b). Ajuste además las reacciones redox y calcule el potencial total o fuerza electromotriz de cada una de las reacciones.

a) Obtener ${\text{Ag}}^{+}$ a partir de $\text{Ag}(s)$. (1 punto)

b) Obtener ${\text{Cu}}^{+}$ a partir de $\text{Cu}(s)$. (1 punto)

Datos: $E^o({\text{Cl}}_2\mathrm{/}{\text{Cl}}^{-})=\mathrm{1,36}\text{ V}$; $E^o({\text{I}}_2\mathrm{/}{\text{I}}^{-})=\mathrm{0,54}\text{ V}$; $E^o({\text{Cu}}^{+}\mathrm{/}\text{Cu})=\mathrm{0,52}\text{ V}$; $E^o({\text{Ag}}^{+}\mathrm{/}\text{Ag})=\mathrm{0,80}\text{ V}$.

El producto de solubilidad del cloruro de plata $(\text{AgCl})$ a 25 ºC de temperatura es $\mathrm{1,6}\cdot {10}^{-10}$.

a) Calcule su solubilidad, en g/L, a esa temperatura. (0,75 puntos)

b) Se calienta agua a 80 ºC y se añade $\text{AgCl}$ hasta su saturación. La solubilidad del $\text{AgCl}$ a esa temperatura se mide y es 2,4 mg/L. Calcule el producto de solubilidad del $\text{AgCl}$ a 80 ºC. (0,75 puntos)

c) Razone cómo varía la solubilidad del $\text{AgCl}$ al aumentar la temperatura. (0,5 puntos)

Datos: masas atómicas: $\text{Ag}=\mathrm{107,9}$; $\text{Cl}=\mathrm{35,5}$ g/mol.

Nombre los siguientes compuestos orgánicos, indique el grupo funcional de cada uno y nombre o dibuje un isómero (de cualquier tipo) de cada uno.

a) ${\text{CH}}_3-{\text{CH}}_2-{\text{CH}}_2-\text{COO}-{\text{CH}}_3$. (0,5 puntos)

b) ${\text{CH}}_3-{\text{CH}}_2-\text{O}-{\text{CH}}_3$. (0,5 puntos)

c) ${\text{CH}}_3-\text{CO}-{\text{CH}}_3$. (0,5 puntos)

d) ${\text{CH}}_3-{\text{CH}}_2-{\text{CH}}_2-{\text{NH}}_2$. (0,5 puntos)

Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas (0,5 puntos por apartado):

a) La molécula but-2-eno en presencia de ${\text{Br}}_2$ da lugar a 2,3-dibromobutano.

b) El etanoato de metilo es más soluble en agua que el ácido etanoico.

c) El compuesto 3-metilpentano presenta isomería óptica.

d) La oxidación de butanal da lugar a butan-1-ol.

Carl Wilhem Scheele fue un importante químico sueco que descubrió varios elementos químicos, entre los que destaca el cloro. Para ello, calentó una muestra de sal común con ácido sulfúrico y dióxido de manganeso, obteniendo la molécula de gas dicloro. Este compuesto es de fundamental importancia para multitud de procesos químicos, destacando su acción como oxidante, como desinfectante o como reactivo fundamental en la cloración de compuestos orgánicos. En la actualidad, el proceso se ha simplificado y se realiza mediante la reacción de ácido clorhídrico $(\text{HCl})$ en disolución acuosa, con dióxido de manganeso sólido $({\text{MnO}}_2)$ para dar lugar a cloruro de manganeso(II) $({\text{MnCl}}_2)$ en disolución, gas dicloro $({\text{Cl}}_2)$ y agua.

En un laboratorio, se pretende determinar la pureza de una muestra de dióxido de manganeso $({\text{MnO}}_2)$ sólido. Para ello, se hace reaccionar con ácido clorhídrico comercial (38 % (m/m) y densidad = 1,18 g/mL).

a) Escriba las semirreacciones ajustadas de oxidación y reducción y señale cuál es el agente reductor y el agente oxidante, respectivamente. (0,5 puntos)

b) Escriba la reacción molecular ajustada por el método ion-electrón. (0,5 puntos)

c) Al finalizar la reacción, se obtienen 8,2 L de ${\text{Cl}}_2(g)$ a 25 ºC y 1 atm de presión. Calcule la masa de ${\text{MnO}}_2$ en la muestra inicial. (0,5 puntos)

d) ¿Qué volumen, en mL, de $\text{HCl}$ comercial se consume en la reacción? (0,5 puntos)

Datos: $R=\mathrm{0,082}\text{ L}\cdot \text{atm}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$. Masas atómicas: $\text{H}=\mathrm{1,0}$; $\text{O}=\mathrm{16,0}$; $\text{Mn}=\mathrm{55,0}$; $\text{Cl}=\mathrm{35,5}$ g/mol.