Examen de Química de País Vasco 2025 (convocatoria ordinaria)

BLOQUE A: Problema obligatorio
A1. El amoniaco se sintetiza a escala industrial a través del proceso Haber. Este proceso supuso una revolución significativa, ya que los fertilizantes que se generan a partir del amoniaco permiten alimentar a toda la población mundial. Sin embargo, como la reacción es muy lenta requiere del uso de un catalizador para que sea eficaz.
$3{\mathrm{H}}_2(g)+{\mathrm{N}}_2(g)\rightleftharpoons 2\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3(g)K_p(20{}^{\circ }\mathrm{C})=\mathrm{4,34}\cdot {10}^{-3}$

a) Si en un recipiente cerrado y a 20 ºC las presiones parciales de los gases en equilibrio son $P_{{\mathrm{H}}_2}=\mathrm{4,2}$ atm y $P_{{\mathrm{N}}_2}=\mathrm{3,5}$ atm, calcular la presión parcial del amoniaco y la constante de equilibrio $K_c$. (0,50)
b) Indicar si la reacción es espontánea a 20 ºC. (0,50)
Entalpías de formación: $\mathrm{\Delta }{H}_f^0[\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3(g)]=-\mathrm{46,2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}$.
Entropías de formación: $S^0(\mathrm{J}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}\cdot {\mathrm{K}}^{-1})$: $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3(g)=\mathrm{192,3}$; ${\mathrm{N}}_2(g)=\mathrm{191,5}$; y ${\mathrm{H}}_2(g)=\mathrm{130,6}$.
c) El grado de conversión de la reacción no suele ser alto. Explicar cómo podría emplearse la presión de la reacción para desplazar el equilibrio hacia el producto. (0,50)
d) De los fertilizantes que se preparan a partir del amoniaco, el nitrato de amonio es uno de los más comunes. Razonar cómo será el pH de una disolución concentrada de nitrato de amonio. (0,50)

BLOQUE B (Consta de dos problemas, debes responder a 1 de ellos)
B1. Dos investigadores han intentado hacer reaccionar tanto Zn como Cu metálico con un ácido fuerte como el HCl. Si los productos de reacción son $\mathrm{M}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2(aq)$ (M = Zn o Cu) y ${\mathrm{H}}_2$ gaseoso,

a) Determinar cuál de las dos reacciones será espontánea y ajustarla. (0,50)
Datos: $E^{\circ }({\mathrm{H}}^{+}\mathrm{/}{\mathrm{H}}_2)=0\mathrm{V}$; $E^{\circ }(\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}\mathrm{/}\mathrm{C}\mathrm{u})=\mathrm{0,34}\mathrm{V}$; $E^{\circ }(\mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}\mathrm{/}\mathrm{Z}\mathrm{n})=-\mathrm{0,76}\mathrm{V}$.
b) Señalar en ese caso cuál es la especie oxidante y cuál la especie reductora. (0,25)
c) Calcular el volumen del gas que se genera en esa reacción medido a 700 mmHg y 50 ºC, si se hacen reaccionar 5 g de metal. (0,75)
d) El metal que no reacciona con HCl, lo hará con un ácido oxidante como el $\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3$ para dar $\mathrm{M}(\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3{)}_2(aq)$, $\mathrm{N}\mathrm{O}(g)$ y agua. Comprobar que la reacción es espontánea y ajustarla mediante el método ion-electrón. $E^{\circ }(\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3\mathrm{/}\mathrm{N}\mathrm{O})=\mathrm{0,78}\mathrm{V}$. (1,00)

BLOQUE B (Consta de dos problemas, debes responder a 1 de ellos)
B2. En el tratamiento de aguas que presentan iones plomo(II) de alta toxicidad se emplea $\mathrm{N}{\mathrm{a}}_2\mathrm{S}$ para precipitarlos. Si el producto de solubilidad de PbS es de $\mathrm{3,4}\cdot {10}^{-28}$,

a) Calcular si en una disolución saturada de PbS se supera la concentración máxima de plomo(II) de $\mathrm{7,2}\cdot {10}^{-8}$ M permitida por la legislación. (1,00)
b) Explicar cómo cambia la solubilidad de PbS en presencia de $(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4{)}_2\mathrm{S}$. (0,50)
c) Comprobar si se genera precipitado cuando se tratan 100 mL de una disolución $\mathrm{4,0}\cdot {10}^{-4}$ M de $\mathrm{P}{\mathrm{b}}^{2+}$ con 250 mL de una disolución $\mathrm{2,0}\cdot {10}^{-3}$ M de $(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4{)}_2\mathrm{S}$. (1,00)

BLOQUE C (Consta de dos problemas, debes responder a 1 de ellos)
C1. Considerar las siguientes sustancias: NaBr, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$, $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_4$, Ag, C (diamante).

a) Clasificarlas de acuerdo con el tipo de enlace: metálico, iónico, molécula covalente o red covalente. (0,50)
b) Para las especies moleculares, dibujar las estructuras de Lewis e indicar la geometría molecular empleando la Teoría de Repulsión de los Pares de Electrones de la Capa de Valencia (TRPECV). Razonar cuál de las dos especies presenta un punto de ebullición más alto. (1,50)
c) Elegir de forma razonada un compuesto para: i) fabricar un cable que conduzca la electricidad; ii) fabricar herramientas de corte (Es la sustancia con mayor dureza y no es soluble en agua). (0,50)

BLOQUE C (Consta de dos problemas, debes responder a 1 de ellos)
C2. El ácido láctico (R-COOH) es un ácido monoprótico débil presente en la leche. Si para valorar 20 mL de muestra se necesitan 8,2 mL de una disolución 0,05 M de NaOH(aq), calcular

a) La concentración molar del ácido en la muestra inicial. (0,50)
b) Grado de ionización porcentual del ácido láctico si $K_a=\mathrm{1,38}\cdot {10}^{-4}$. (0,50)
c) Razonar cómo será el pH de la disolución en el punto de equivalencia. (0,50)
d) Debido a la descomposición bacteriana, el pH de una muestra de leche se ha acidificado hasta pH = 2,2. Determinar la calidad de esta muestra si se considera que la leche es de buena calidad cuando la concentración de ácido láctico es menor a 0,02 M. (1,00)

BLOQUE D (Consta de dos cuestiones, debes responder a 1 de ellas)
D1. Se desea construir una pila Daniell en el laboratorio:

a) Dibujar un esquema de la pila, nombrar los distintos elementos, escribir las reacciones que tienen lugar en los electrodos e indicar los reactivos necesarios. (0,75)
b) Explicar la función del puente salino. (0,25)
c) Si se sustituye el electrodo $\mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}\mathrm{/}\mathrm{Z}\mathrm{n}$ con uno de $\mathrm{P}{\mathrm{b}}^{2+}\mathrm{/}\mathrm{P}\mathrm{b}$, ¿cuál será la fuerza electromotriz? ¿Será mayor o menor que la de la pila original? (0,50)
Datos: $E^{\circ }(\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{2+}\mathrm{/}\mathrm{C}\mathrm{u})=\mathrm{0,34}\mathrm{V}$; $E^{\circ }(\mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{2+}\mathrm{/}\mathrm{Z}\mathrm{n})=-\mathrm{0,76}\mathrm{V}$; $E^{\circ }(\mathrm{P}{\mathrm{b}}^{2+}\mathrm{/}\mathrm{P}\mathrm{b})=-\mathrm{0,13}\mathrm{V}$.

BLOQUE D (Consta de dos cuestiones, debes responder a 1 de ellas)
D2. En una celda electrolítica que contiene cierto cloruro de hierro ($\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{n}}$) se hace pasar una corriente de intensidad constante durante 30 minutos. En el proceso se recogen 50 mL de $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$ medidos a 20 ºC y 1 atm. Dato: F = 96500 C.

a) ¿En qué electrodo se ha liberado el $\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$? Calcular la intensidad de la corriente empleada. (1,00)
b) En un segundo experimento, se hace pasar una corriente de 2 A durante 1 h, tras lo cual precipitan 1,4 g de hierro. Determinar qué sal se ha empleado, $\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_2$ o $\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_3$. (0,50)

BLOQUE E (Consta de dos cuestiones, debes responder a 1 de ellas)
E1. Los elementos A, B y C presentan Z = 10, 17 y 19, respectivamente.

a) Escribir las configuraciones electrónicas de los tres átomos y los cuatro números cuánticos del último electrón de valencia de C. (0,50)
b) Razonar qué átomo presentará un potencial de ionización más bajo, B o C. (0,50)
c) Indicar el tipo de enlace del compuesto CB e identificar qué elemento será el menos reactivo de los tres. (0,50)

BLOQUE E (Consta de dos cuestiones, debes responder a 1 de ellas)
E2. Escribir las reacciones y formular y nombrar todas las especies químicas.

a) El alqueno A se puede obtener a partir de la deshidratación del butan-1-ol. Identificarlo. (0,50)
b) La reacción entre A y HBr da lugar a dos productos orgánicos. Señalar cuál de ellos es claramente mayoritario. (0,50)
c) Indicar la fórmula semidesarrollada de dos isómeros constitucionales de A e indicar el tipo de isomería que los relaciona. (0,50)