Examen de Química de Región de Murcia 2024 (convocatoria extraordinaria)

1. Dados los elementos S (Z = 16), Se (Z = 34), Sr (Z = 38), Sn (Z = 50) y Sb (Z = 51):

a) Indique, en cada caso, cuál de ellos (pueden repetirse elementos):
a1) Es un metal alcalinotérreo. (0,25 puntos)
a2) No presenta afinidad electrónica. (0,25 puntos)
a3) Es el más electronegativo. (0,25 puntos)
a4) Tiene el mayor radio atómico. (0,25 puntos)
a5) Presenta como números de oxidación importantes +3 y +5. (0,25 puntos)
a6) Al ganar dos electrones, es isoelectrónico con el Kr. (0,25 puntos)
b) Elija dos de ellos que formen entre sí un compuesto iónico de fórmula general AB (hay varios posibles). Formule y nómbrelo, e indique si será conductor de la electricidad en estado sólido. (0,50 puntos)

2. Considere los compuestos covalentes: ${\mathrm{H}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3$, $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$, $\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_2$.

a) Nómbrelos. (0,50 puntos)
b) Represente las estructuras de Lewis del ${\mathrm{H}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3$ y del $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ y, en base a ellas, indique cómo será la geometría en torno a los átomos de C de cada uno de estos compuestos, así como en torno a los átomos de O de los grupos OH del ${\mathrm{H}}_2\mathrm{C}{\mathrm{O}}_3$. (1,00 puntos)
c) Para cada uno de los tres compuestos, indique si es un compuesto covalente atómico o molecular y, basándose en esta respuesta, indique cuál de los tres tendrá un mayor punto de fusión. (0,50 puntos)

3. Considere la siguiente reacción en fase gaseosa: ${\mathrm{H}}_2(\mathrm{g})+{\mathrm{I}}_2(\mathrm{g})\rightleftharpoons 2\mathrm{H}\mathrm{I}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=-8\mathrm{k}\mathrm{J}$
Datos: Entalpías de enlace ($\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}$): H–I: 297; I–I: 151; Masas atómicas ($\mathrm{g}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}$): H =1, I = 126,9

a) Nombre las sustancias que intervienen en la reacción. (0,50 puntos)
b) Calcule la energía que se desprende al formarse 10 kg de HI (g). (0,75 puntos)
c) Calcule la entalpía del enlace H–H: $\mathrm{\Delta }{H}_E^{\circ }(\mathrm{H}-\mathrm{H})$. (0,75 puntos)

4. A 298 K la solubilidad (s) del $\mathrm{A}{\mathrm{g}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_4$ en agua es $\mathrm{1,3}\cdot {10}^{-4}\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}$.

a) Nombre el compuesto $\mathrm{A}{\mathrm{g}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_4$, y escriba su equilibrio de solubilidad. (0,40 puntos)
b) Exprese la solubilidad en gramos por cada 100 mL. (0,40 puntos)
Datos: Masas atómicas ($\mathrm{g}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}$): Ag = 107,9; Cr = 52; O = 16
c) Calcule el producto de solubilidad ($K_{ps}$) del $\mathrm{A}{\mathrm{g}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_4$ en agua, a 298 K. (0,70 puntos)
d) Si una disolución saturada de $\mathrm{A}{\mathrm{g}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_4$ está en equilibrio con 1 g de $\mathrm{A}{\mathrm{g}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_4(\mathrm{s})$, razone cualitativamente qué ocurrirá con la $[\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_4^{2-}]$ en disolución si:
d1) Se retiran iones $\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}$ de la disolución (por ejemplo, precipitándolos como AgI ). (0,25 puntos)
d2) Se adiciona otro gramo de $\mathrm{A}{\mathrm{g}}_2\mathrm{C}\mathrm{r}{\mathrm{O}}_4(\mathrm{s})$. (0,25 puntos)

5. Considere los siguientes ácidos débiles: HIO ($K_a=2\cdot {10}^{-11}$) y HF ($K_a=6.7\cdot {10}^{-4}$).

a) Nombre ambos ácidos. (0,40 puntos)
b) Explique brevemente cuál de ellos es un ácido más débil. (0,25 puntos)
c) Calcule el pH de una disolución 0,1 M de HIO. (0,75 puntos)
d) Si en una disolución 0,1 M de HF, pH = 3, calcule el grado de disociación $\alpha$ de este ácido. (0,60 puntos)

6. En una valoración ácido-base se tienen 30 mL de una disolución de ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ 0,40 M en un vaso y se va adicionando desde la bureta una disolución de NaOH 0,20 M. Se adicionan al vaso con ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ unas gotas de azul de bromotimol, que es un indicador de color amarillo en medio ácido y azul en medio básico.

a) Nombre los compuestos ${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$ y NaOH. (0,30 puntos)
b) Calcule el pH de la disolución de NaOH 0,20 M que se encuentra en la bureta. (0,35 puntos)
c) Al inicio de la valoración, ¿cómo será el color de las disoluciones del vaso y la bureta? (0,30 puntos)
d) Escriba la reacción que tiene lugar durante la valoración y nombre la sal que se forma. (0,35 puntos)
e) ¿Cuántos mL de la disolución de NaOH se consumen hasta el punto de equivalencia? (0,50 puntos)
f) ¿Cómo será el color de la disolución del vaso, una vez pasado el punto de equivalencia? (0,20 puntos)

7. Dada la siguiente reacción de oxidación-reducción: ${\mathrm{P}}_4+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}⟶{\mathrm{H}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4+\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

a) Nombre los compuestos HClO, ${\mathrm{H}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4$ y HCl. (0,45 puntos)
b) Indique cuál es el agente oxidante y el reductor, y como varían sus números de oxidación. (0,45 puntos)
c) Ajuste la reacción mediante el método del ion–electrón. (1,10 puntos)

8. Considere una pila galvánica formada por un electrodo de Ni sumergido en una disolución de $\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3{)}_2$ y un electrodo de Ag sumergido en una disolución de $\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3$.
Datos: $E^{\circ }(\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{+}\mathrm{/}\mathrm{A}\mathrm{g})=+\mathrm{0,80}\mathrm{V}$; $E^{\circ }(\mathrm{N}{\mathrm{i}}^{2+}\mathrm{/}\mathrm{N}\mathrm{i})=-\mathrm{0,25}\mathrm{V}$; $F=96.500\mathrm{C}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}$

a) Nombre las sales $\mathrm{N}\mathrm{i}(\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3{)}_2$ y $\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3$. (0,30 puntos)
b) Dibuje un esquema de la pila, con todos sus elementos, etiquetando los electrodos como ánodo y cátodo e indicando el sentido de circulación de los electrones por el circuito externo. (0,40 puntos)
c) Escriba las semirreacciones que se producen en cada electrodo, indicando los electrones intercambiados y si se trata de una oxidación o de una reducción. (0,40 puntos)
d) Escriba la reacción global de la pila. (0,25 puntos)
e) Calcule su fuerza electromotriz ($E_{pila}^0$), indicando si el proceso será espontáneo. (0,40 puntos)
f) Calcule la variación de energía libre de la pila ($\mathrm{\Delta }{G}^{\circ }$). (0,25 puntos)

9. Observe atentamente los siguientes compuestos, A, B1, B2 y B3:


a) Escriba sus fórmulas semidesarrolladas, y nómbrelos (pueden repetirse nombres). (0,40 puntos)
b) Explique brevemente para cada uno de ellos si tiene algún carbono asimétrico. (0,45 puntos)
c) Indique para cada uno de los compuestos B (B1, B2 o B3) si es isómero de A y, si lo es, de qué tipo y subtipo de isomería se trata. (0,75 puntos)
d) Complete las siguientes reacciones a partir de B3, con todos los productos mayoritarios esperados:
d1) Eliminación: $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{\mathrm{\Delta }}{\to }++$ (0,20 puntos)
d2) Sustitución: $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3+\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3⟶+$ (0,20 puntos)

10. a) Escriba las fórmulas semidesarrolladas de los siguientes pares de compuestos e indique el tipo y subtipo de isomería que presentan entre sí: (0,95 puntos)
a1) pentan-3-ona y pentanal
a2) $m$-dimetilbenceno y $p$-dimetilbenceno
b) Complete las siguientes reacciones orgánicas con todos los productos mayoritarios esperados:
b1) Sustitución: $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2\mathrm{I}+\mathrm{K}\mathrm{C}\mathrm{N}⟶+$ (0,20 puntos)
b2) Adición: $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}-\mathrm{C}\mathrm{H}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3{)}_2+2{\mathrm{I}}_2⟶$ (0,20 puntos)
b3) Condensación: $2\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\mathrm{H}\stackrel{{\mathrm{H}}^{+}(\mathrm{c}\mathrm{a}\mathrm{t}\mathrm{.})}{\to }$ (0,20 puntos)
c) Nombre los productos orgánicos de partida de las reacciones del apartado anterior. (0,45 puntos)