Examen de Química de Navarra 2026 (convocatoria ordinaria)

En un laboratorio de química se encuentran los siguientes productos puros: $\text{NaCl}$, ${\text{C}}_2{\text{H}}_2$, $\text{MgO}$, ${\text{H}}_2\text{O}$, ${\text{NH}}_3$ y ${\text{C}}_2{\text{H}}_4$.

a) Justifique si, de encontrarse en estado líquido, alguno de ellos conducirá o no la electricidad. [0,50 puntos]

b) Indique, para aquellos compuestos que no condujeran la electricidad en estado líquido, su estructura tridimensional y la hibridación de su átomo central. [1,0 punto]

c) Razone si alguno de estos compuestos formará enlaces de hidrógeno. [0,50 puntos]

Datos: Números atómicos: $\text{H}=1$; $\text{C}=6$; $\text{N}=7$; $\text{O}=8$; $\text{Na}=11$; $\text{Mg}=12$; $\text{Cl}=17$.

El carburo de silicio es un material semiconductor muy apreciado que se produce mediante la reacción de óxido de silicio con grafito de acuerdo con la reacción que se indica.

a) Calcule la entalpía de formación del carburo de silicio. [0,50 puntos]

b) Determine si la reacción es espontánea a 298 K. [0,50 puntos]

c) Determine a partir de qué temperatura la reacción será espontánea. [0,50 puntos]

d) Indique cómo afectaría a la reacción, una vez alcanzado el equilibrio, un aumento en la temperatura del sistema. [0,50 puntos]

${\text{SiO}}_2(s)+3\text{C}(\text{grafito},s)\rightleftharpoons \text{SiC}(s)+2\text{CO}(g);\mathrm{\Delta }{H}^o=+624\text{ kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$

Datos: Entalpías de formación estándar: ${\text{SiO}}_2(s)$, $-910\text{ kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$; $\text{CO}(g)$, $-110\text{ kJ}\cdot {\text{mol}}^{-1}$.

Entropías estándar: ${\text{SiO}}_2(s)$, $42\text{ J}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$; $\text{C}(\text{grafito},s)$, $6\text{ J}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$; $\text{SiC}(s)$, $16\text{ J}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$; $\text{CO}(g)$, $198\text{ J}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$.

Se han medido por separado las velocidades de las reacciones fundamentales (transcurren en una sola etapa) [1] y [2], siendo $\mathrm{2,0}\cdot {10}^{-4}\text{ M}\cdot {\text{s}}^{-1}$ y $\mathrm{1,0}\cdot {10}^{-3}\text{ M}\cdot {\text{s}}^{-1}$ respectivamente.

a) Indique cuál es la reacción limitante de la velocidad de reacción global [3]. [0,50 puntos]

b) Escriba la ley de velocidad para dicha reacción [3]. [0,25 puntos]

c) Razone cuáles serían las unidades de la constante cinética correspondiente. [0,50 puntos]

d) Defina catalizador e indique gráficamente cómo afecta a la velocidad de reacción. [0,50 puntos]

e) Indique cómo afecta el catalizador a las concentraciones en el equilibrio químico. [0,25 puntos]

$[1]\text{A}(g)+\text{B}(g)⟶\text{C}(g)$

$[2]\text{A}(g)+\text{C}(g)+\text{D}(g)⟶\text{E}(g)$

$[3]2\text{A}(g)+\text{B}(g)+\text{D}(g)⟶\text{E}(g)$

Se prepararon sendas disoluciones con las mismas concentraciones de acetato de sodio y benzoato de sodio.

a) Justifique cuál de estas disoluciones presentará un mayor pH. [0,50 puntos]

b) Se midió el valor de pH de la disolución de acetato de sodio, resultando ser 8,0. Calcule la cantidad de acetato que se empleó para preparar 1 L de dicha disolución. [1,0 punto]

c) Calcule el grado de hidrólisis de dicho acetato en la disolución anterior. [0,50 puntos]

Datos: Constantes de acidez: ácido acético, $K_a=\mathrm{1,8}\cdot {10}^{-5}$; ácido benzoico, $K_a=\mathrm{6,3}\cdot {10}^{-5}$; producto de ionización del agua: $K_w=1\cdot {10}^{-14}$. Masa molecular del acetato de sodio: $82\text{ g}\cdot {\text{mol}}^{-1}$.

Se valoraron 10,0 mL de una disolución acuosa que contiene ácido propanoico, HPr, con una disolución acuosa de hidróxido de sodio 0,45 M, alcanzándose el punto de equivalencia tras añadir 20,5 mL de dicha disolución de $\text{NaOH}$.

a) Exprese los equilibrios presentes en la disolución inicial de ácido propanoico. [0,50 puntos]

b) Indique la concentración de ácido propanoico de dicha disolución. [0,25 puntos]

c) Teniendo en cuenta que el pH de la disolución inicial de ácido propanoico fue de 2,46, calcule el valor de la constante de acidez del ácido propanoico. [0,75 puntos]

d) Justifique si en el punto de equivalencia de la valoración el pH será mayor, menor o igual a 7,0. [0,50 puntos]

Datos: Producto de ionización del agua: $K_w=1\cdot {10}^{-14}$.

El litio metálico que se emplea en las baterías de la mayoría de los dispositivos electrónicos se produce mediante la electrólisis de cloruro de litio fundido. Además, en este proceso se produce cloro en fase gas.

a) Escriba las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo y el cátodo y la reacción global ajustada. [0,50 puntos]

b) Calcule el potencial de la reacción en condiciones estándar. [0,50 puntos]

c) Calcule la intensidad de corriente necesaria para producir 15 g de litio metálico en 20 minutos. [0,50 puntos]

d) Indique qué volumen de cloro gas se recogerá a una presión de 2 atm y a una temperatura de 400 K en ese periodo de tiempo. [0,50 puntos]

Datos: Potenciales estándar de reducción: $E^o({\text{Li}}^{1+}\mathrm{/}\text{Li})=-\mathrm{3,04}\text{ V}$; $E^o({\text{Cl}}_2\mathrm{/}{\text{Cl}}^{1-})=+\mathrm{1,36}\text{ V}$. Masa atómica: Li, 7 uma; $1F=96.500\text{ C}\cdot {\text{mol}}^{-1}$; $R=\mathrm{0,082}\text{ atm}\cdot \text{L}\cdot {\text{mol}}^{-1}\cdot {\text{K}}^{-1}$.

a) Justifique qué combinación de electrodos y sus correspondientes electrolitos en concentraciones 1 M proporcionarían la celda galvánica con mayor voltaje: Ni y ${\text{NiSO}}_4$; Zn y ${\text{ZnSO}}_4$; Fe y ${\text{FeSO}}_4$; Cu y ${\text{CuSO}}_4$. [0,50 puntos]

b) Escriba las semirreacciones que tendrían lugar y la reacción global ajustada para dicha celda, indicando qué reacciones se producen en el ánodo y cátodo de dicha celda. [0,75 puntos]

c) Dibuje un esquema de la celda galvánica señalando claramente el sentido de circulación de iones y electrones. [0,75 puntos]

Datos: $E^o({\text{Ni}}^{2+}\mathrm{/}\text{Ni})=-\mathrm{0,25}\text{ V}$; $E^o({\text{Cu}}^{2+}\mathrm{/}\text{Cu})=+\mathrm{0,34}\text{ V}$; $E^o({\text{Fe}}^{2+}\mathrm{/}\text{Fe})=-\mathrm{0,44}\text{ V}$; $E^o({\text{Zn}}^{2+}\mathrm{/}\text{Zn})=-\mathrm{0,76}\text{ V}$.

a) Defina el concepto de isomería. [0,50 puntos]

Para un compuesto cuya fórmula molecular sea ${\text{C}}_5{\text{H}}_{10}\text{O}$, formule y nombre:

b) Dos isómeros de grupo funcional. [0,50 puntos]

c) Dos isómeros geométricos. [0,50 puntos]

d) Dos isómeros de cadena. [0,50 puntos]

Formule los reactivos y productos de las siguientes reacciones identificando y justificando si se trata de reacciones de tipo redox, sustitución, eliminación, condensación o adición.

a) But-1-eno + bromuro de hidrógeno. [0,50 puntos]

b) Ácido butanoico + propan-1-ol. [0,50 puntos]

c) 1-bromoetano + hidróxido de sodio. [0,50 puntos]

d) Propanal + permanganato de potasio. [0,50 puntos]