Pruebas de acceso a facultades, escuelas técnicas superiores y colegios universitarios

Bloque A

Problema 1

Sabiendo que el calor de combustión del propano, C₃H₈ (g) + 5 O₂ (g) ⇒ 3 CO₂ (g) + 4 H₂O (l), a presión constante y temperatura de 25 ºC es -2218,8 kJ/mol, calcule:

1. La variación de energía interna, en KJ/mol.
2. La entalpía de formación estándar del agua líquida

Datos: ΔHº_f (CO₂ g) = -393,5 KJ/mol; ΔH⁰_f (C₃H₈ g) = -103,8 KJ/mol; R = 8,31 J/mol K

Problema 2

Disponemos de un vaso que contiene 100 ml de disolución 0,15 M de KOH (base fuerte) y otro vaso que contiene 100 ml de disolución 0,15 M de NH₃ (K_b = 1,8.10^-5)

1. Calcule el pH y la concentración de todas las especies presentes en el equilibrio en ambas disoluciones.
2. Escriba las reacciones de neutralización de ambas bases con ácido clorhídrico (HCl). Calcule el volumen de disolución 0,45 M de HCl necesario para neutralizar cada una de las disoluciones de KOH y NH₃.

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Bloque B

Problema 1

Para el equilibrio H₂ (g) + CO₂ (g) ⇔ H₂O + CO (g), la K_c es 4,40 a 2000 K.

1. Calcule la concentración de cada especie en el equilibrio si inicialmente se han introducido 1,00 moles de CO₂ y 1,00 moles de H₂, en un recipiente vacío de 4,68 litros, a 2000 K.
2. Razone qué sucederá, tras alcanzarse el equilibrio, si manteniendo la temperatura constante se reduce el volumen a la mitad. ¿Cuáles serán ahora las concentraciones de las especies existentes? ¿Y la presión total?

Datos: R = 0,082 atm. l/mol K

Problema 2

El aluminio se obtiene por el proceso Hall-Heroult a partir de la bauxita, un mineral que contiene Al₂O₃. Una vez separado el Al₂O₃, se funde y se somete a electrólisis. Las reacciones son:

	4 Al3 + (l) + 12 e- ⇒ 4 Al (l)
	6 O2- (l) ⇒ 3 O2 (g) + 12 e-
GLOBAL:	4 Al3+ (l) + 6 O2- (l) ⇒ 4 Al (l) + 3 O2 (g)

1. Calcule la cantidad de carga eléctrica consumida para obtener 1000 Kg de aluminio.
2. Calcule la masa de oxígeno producido al obtener 1000 Kg de aluminio, y también el volumen que ocuparía dicho gas a 20 ºC y 1 atm de presión.
3. Indique qué semirreacción corresponde al cátodo y cuál al ánodo, qué especie se oxida y cuál se reduce.

Datos : A_r (Al) = 27; A_r (O) = 16; R = 0,082 atm. l/mol K; Constante de Faraday : F = 96500 C/mol e^-

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Bloque C

Cuestión 1

Determine la K_p a 1120 K del equilibrio químico representado por

C (s) + CO₂ (g) + 2Cl₂ (g) ⇔ 2 COCl₂ (g)

A partir de las constantes de equilibrio siguientes, a 1120 K :

C (s) + CO₂ (g) ⇔ 2 CO (g) ; K_p1 = 1,3·10¹⁴
COCl₂ (g) ⇔ CO (g) + Cl₂ (g) ; K_p2 = 1,667·10²

Cuestión 2

Razone cuáles de las siguientes frases son verdaderas y cuáles son falsas, referidas a una disolución diluida de un ácido fuerte (HX). En el caso de que sean falsas reescríbalas correctamente.

1. Hay especies X^-, H⁺ y HX en concentraciones apreciables.
2. Hay HX en mayor proporción que X^- y H⁺
3. La concentración de protones es mucho mayor que la de aniones.

Cuestión 3

Dadas las siguientes sustancias sólidas: H₂S, Fe, C (diamante), NaCl y H₂O. Conteste razonadamente las siguientes preguntas :

1. ¿En qué sustancia serán más débiles las fuerzas entre las unidades que constituyaen la red cristalina? ¿Por qué?
2. ¿Qué sustancias serán conductoras en estado sólido y cuáles lo serán en estado fundido? ¿Por qué?

Cuestión 4

Para los elementos Plata y Selenio, cuyos números atómicos respectivos son 47 y 34, indique:

1. Su situación en la tabla periódica (grupo y periodo ).
2. Los números cuánticos de los electrones desapareados.
3. El estado de oxidación más probable en sus iones monoatómicos.

Cuestión 5

A y B son dos hidrocarburos de fórmula molecular C₆H₁₂. Con objeto de determinar su estructura , los oxidamos y comprobamos que el A origina butanona y ácido acético, mientras que el B da lugar a ácido 3-metilbutanoico y a un desprendimiento gaseoso de dióxido de carbono. Establezca la fórmula y el nombre IUPAC de A y B.

Cuestión 6

1. Explique brevemente qué papel juega el ozono en las capas altas de la atmósfera y qué riesgos entraña el fenómeno denominado "agujero de la capa de ozono". ¿Existe alguna relación entre el "efecto invernadero" y el "agujero de la capa de ozono"?
2. Uno de los contaminantes atmosféricos que pueden contribuir a la destrucción del ozono es el monóxido de nitrógeno.

   NO (g) + O₃ (g) ⇒ NO₂ (g) + O₂ (g)

   ¿Puede esta reacción clasificarse como redox? Si es así indique qué especie es el oxidante y cuál el reductor e indique los cambios de los estados de oxidación de los átomos.

3. Indique qué otro tipo de compuestos pueden también contribuir a la destrucción de la capa de ozono. Explique brevemente y de forma simplificada el mecanismo químico por el cuual actúan (la reacción con el ozono). Sugiera alguna acción que se pueda emprender o haya sido ya emprendida para evitar el efecto destructivo de estos compuestos.