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

Ejercicio A

Problema 1

La fermentación de la glucosa produce etanol y dióxido de carbono:

C₆H₁₂ O₆ ⇒ 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

1. Si en la reacción de combustión de la glucosa para dar CO₂ y H₂O (l) se desprenden 2814 KJ / mol, calcular la variación de entalpía para la reacción de fermentación.
2. ¿Qué volumen ocuparía el CO₂ (g) producido en la fermentación de 1 Kg de glucosa, medido a la presión de 1 atm y a 25 ºC?

Datos:

Pesos atómicos: H:1 C:12 O:16

Entalpías de formación, ΑH_Fº:

• C₂H₅OH:-278 KJ / mol
  
• CO₂:-394 KJ / mol
  
• H₂O: -286 KJ / mol

Problema 2

Queremos averiguar la concentración de una disolución de Ca(OH)₂ (base fuerte). Para ello tomamos 50 ml de la misma y los valoramos con una disolución 0,040 M de HCl (ácido fuerte), gastándose 12 ml de esta última.

1. Calcular la molaridad de la disolución de hidroxido cálcico.
2. Calcular el numero de gramos de Ca(OH)₂, por litro en la disolución del apartado anterior.
3. ¿Cuál es el pH de la disolución 0,040 M de HCl?
4. ¿Cuál es el pH de la disolución resultante de la valoración?

Datos:

Pesos atómicos: H: 1 ; O: 16 ; Cl: 35,5

Cuestión 1

Queremos dorar (recubrir de oro) un objeto metálico de bisuteria. Para ello lo sometemos a electrólisis en una disolución que contiene iones Au³⁺.

1. Dibujar un esquema de la célula electrólisis con todos los elementos necesarios y escribir la semirreacción que ocurrirá en el cátodo.
2. Si hacemos pasar por la célula 1470 coulombs de carga eléctrica, ¿que masa de oro habremos depositado?

Datos:

Peso atómico: Au: 197
Constante de Faraday F = 96500 Coulombs / mol e

Cuestión 2

Para cada una de las frases siguientes decir si es verdadera o falsa justificando la respuesta.

1. El equilibrio se alcanza cuando alguno de los reactivos se agota.
2. Para la reacción de fabricación de la cal viva:

   CaCO₃ (s) ⇔ CaO (s) + CO₂ (g)

   Si queremos descomponer todo el CaCO₃ es preferible trabajar en un recipiente abierto.

3. Las constantes K_p y K_o tienen el mismo valor numérico para la reacción:

   N₂O (g) ⇔ 2 NO₂ (g)

4. Cuando se alcanza el equilibrio no se produce ninguna reacción.

Cuestión 3

1. En el modelo atómico de Bhor se habla de "órbita" del electrón y en el modelo atómico de la mecánica cuántica se habla de "orbital". ¿Qué diferencia existe entre ambos conceptos?
2. Definir la energia de ionización. ¿Cómo es la segunda energia de ionización con respecto a la primera (mayor, igual o menor)? Justificar la respuesta.
3. Los siguientes átomos e iones tienen todos diez electrones: N^3-, O^2-, F^-, Ne, Na⁺ y Mg²⁺. Ordenarlos segun radio creciente. Justificar la respuesta.

Cuestión 4

1. El efecto invernadero se debe absorción de radiación infrarroja por el dióxido de carbono y el vapor de agua presentes en la atmosfera. El CO₂ es una molecula lineal y en cambio el H₂O es una molécula angular. Escribir estructuras de Lewis para ambos compuestos y justificar sus geometrias. Decir si las moléculas serán polares o no.
2. ¿Qué tipo de fuerzas mantiene unidas las moléculas en el agua sólida y en el dióxido de carbono sólido? Explicar la diferencia en el punto de fusión de ambos compuestos, que es de 0 ºC para el agua y -57 ºC para el dióxido de carbono.

Datos:

Números atómicos: H:1 C:6 O:6

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Ejercicio B

Problema 1

El yeso se obtiene a partir del algez o piedra de yeso, que es fundamentalmente un sulfato cálcico hidratado CaSO₄. X H₂O

1. Diseñar un experimento para averiguar el numero x de moles de agua que cristalizan por mol de CaSO₄, en el algez.
2. Supongamos que X=2. Si tenemos 1000 Kg de algez puro, ¿cuantos atomos de azufre tenemos?
3. Si todo el azufre del apartado anterior pudiera transformarse en ácido sulfúrico, H₂SO₄, ¿cuantos Kg de este compuesto obtendriamos?
4. Si el ácido sulfúrico del apartado anterior se utilizara para fabricar una disolución del 95,6% en peso de H₂SO₄ y densidad 1,84 g/cm3, ¿cuantos litros de dicha disolución obtendríamos?

Datos:

Pesos atómicos: H: 1 ; O: 16 ; S: 32 ; Ca: 40
Número de Avogadro: 6,023·10²³

Problema 2

Se colocan 16,68 g de pentacloruro de fósforo, PCl₅, en un recipiente de 2 litros en el que previamente se ha hecho el vacío, Se calienta a 300ºC con el PCl₅ se disocia parcialmente:

PCl₅ (g) ⇔ PCl₃ (g) + Cl₂ (g) ; K_c = 0,25

1. Calcular las concentraciones de los tres gases cuando se alcance el equilibrio.
2. Calcular el grado de disociación α del PCl₅ en estas condiciones.
3. Calcular la presión total en el equilibrio.
4. Calcular la constante de equilibrio K_p.

Datos:

Pesos atómicos: Cl:35,5 ; P:31

Cuestión 1

1. Se introduce una barra de cobre en un vaso que contiene una disolución de ion Ag⁺. En otro recipiente que contiene una disolución de ion Cu²⁺ se introduce una barra de plata. Razonar si en alguno de los casos se producirá una reacción redox. En caso de producirse indicar quien se reduce, quien se oxida y lo que observaríamos.

   Datos:

   Pontenciales standard de reducción:
   Cu²⁺ + 2 e^- ⇒ Cu ; Eº: 0,34 V
   Ag⁺ + e^- ⇒ Ag ; Eº: 0,80 V

2. Nombrar las siguientes sales: NH₄NO₃, NaClO y KClO₄. Decir si sus disoluciones acuosas tendran caracter ácido, neutro o básico, justificando las respuestas.

   Datos:

   HNO₃ y HClO₄ son ácidos fuertes
   NaOH y KOH son bases fuertes
   HClO: K_a= 3,2·10^-8
   NH₃: K_b= 1,8·10^-5

Cuestión 2

1. Definir "energia de enlace". Explicar como se puede calcular la variación de entalpía de una reacción a partir de las energias de enlace. Poner un ejemplo.
2. ¿A qué reacción química se debe el monóxido de carbono producido por el hombre? ¿Cuál es la importancia del monóxido de carbono como contaminante atmosférico?

Cuestión 3

1. El comportamiento de un electrón perteneciente a un atomo de hidrógeno queda descrito por el siguiente conjunto de números cuánticos: n = 3; l = 2; m = 1; s = 1/2

   ¿En qué energético y en qué tipo de orbital se encuentra dicho electrón?

2. La primera fila del Sistema Periódico tiene dos elementos químicos, la segunda y tercera filas tiene ocho elementos y la cuarta y quinta filas tienen dieciocho elementos. Dar una explicación a estos hechos.

Cuestión 4

1. Escribir estructuras de Lewis para las moléculas de etano, eteno y etino.
2. Describir las geometrias que presentan las moléculas del apartado A), indicando los valores aproximados de los ángulos de enlace.
3. Explicar el tipo de enlaces que existen en las moléculas del apartado A), indicando tambien el tipo de hibridación que presentan los átomos de carbono.

Datos:

Números atómicos: H: 1 ; C: 5