PROBLEMAS DE QUÍMICA DE LOS EXÁMENES DE SELECTIVIDAD PROPUESTOS POR LAS UNIVERSIDADES DE LA COMUNIDAD VALENCIANA
Actualizada en mayo de 2003
1. La obtención de un halógeno en el laboratorio se puede realizar tratando un hidrácido con un oxidante. Para elcasodel cloro, la reacción viene dada por el equilibrio:
HCl (g) + O2 (g) = H2O (g) + Cl2 (g)
a) Ajuste la
reacción.
b) Escriba la expresión
matemática de la
constante de equilibrio Kc
.
c) Si en un recipiente de
2,5 litros se introducen
0,07 moles de cloruro de
hidrógeno y la mitad de
esta cantidad de
oxígeno, se llega al
equilibrio cuando se
forman 0,01 moles de
cloro y la misma cantidad
de agua. Calcule el valor
de la constante de
equilibrio.
2. Un compuesto orgánico A contiene el 81,81 % de carbono y el 18,19 % de hidrógeno en peso. Cuando se introducen 6,58 gramos de este compuesto en un recipiente de 10 litros de volumen a 327ºC se llega a una presión de 560 mm Hg. Calcula:
A) La fórmula
empírica del compuesto
A.
B) La fórmula molecular
del mismo compuesto.
C) El nombre del
compuesto.
DATOS: masas atómicas: H=1; C=12; constante de los gases: R= 0,082 atm·L/mol·K
3. Disponemos de 80 mL de una disolución 0,15 M de ácido clorhídrico, disolución A, y de 100 mL de otra disolución 0,1 M de hidróxido de sodio, disolución B. Queremos saber:
A) El pH de la
disolución A.
B) El pH de la
disolución B
C) Si mezclamos las dos
disoluciones, ¿Cuánto
valdrá el pH de la
disolución resultante?
4. El ácido acético (CH3 -COOH) se obtiene industrialmente por reacción de metanol (CH3OH) con monóxido de carbono.
A) Razonad si la
reacción es exotérmica
o endotérmica.
B) Calculad la cantidad
de energía intercambiada
si hacemos reaccionar 50
kg de metanol con 30 kg
de monóxido de carbono
si el rendimiento de la
reacción es del 80%.
DATOS: Entalpías de
formación: (metanol) = -
238 kJ · mol-1;
(ácido acético) = -485
kJ · mol-1 ;
(monóxido de carbono) =
- 110 kJ · mol-1
.
Masas atómicas: H=1,
C=12, O=16.
5. Las entalpías de
combustión en
condiciones estándar del
etano, C2H2
(g) y del etanol, C2H5OH
(l) valen -1411 kJ · mol-1
y -764 kJ · mol-1
, respectivamente.
Calcula:
A) la entalpía en
condiciones estándar de
la reacción: C2H2
(g) + H2O
(l) = C2H5OH
(l)
B) La cantidad de
energía que es absorbida
o cedida al sintetizar 75
g de etanol a partir de
eteno y agua.
DATOS: Masas atómicas: H=1; C=12; O=16.
6. Por acción de los iones permanganato, MnO4-, sobre los iones Fe2+, en medio ácido, se producen iones Mn2+, y iones Fe3+.
A) Identifique la
especie que se reduce y
la que se oxida, e
indique los números de
oxidación de cada una de
las especies.
B) Ajuste la reacción
iónica global.
C) Disponemos de 125 mL
de una disolución de
FeCl2 de
concentración
desconocida. Para
conseguir la
transformación total de
los iones Fe2+
en Fe3+ se
necesitó añadir 16,5 mL
de una disolución 0,32 M
de MnO4-
. ¿Cuál es la
concentración de FeCl2
en la disolución
valorada?
7. El CO2
reacciona rápidamente
con el SH2 , a
altas temperaturas,
según la reacción
siguiente:
CO2 (g) + H2S
= COS (g) + H2O
(g)
En un experimento se colocaron 4,4 g de CO2 en un recipiente de 2,5 litros, a 337ºC, y una cantidad suficiente de H2S para que la presión total fuera de 10 atm una vez conseguido el equilibrio. En la mezcla obtenida después de haber conseguido el equilibrio había 0,01 moles de agua. Calcule:
A) El número total de
moles de cada una de las
especies químicas en el
equilibrio.
B) El valor de Kc.
C) El valor de Kp.
DATOS: masas atómicas: H=1; C=12; O=16; S=32; Constante de los gases: R= 0,082 atm·L/mol·K
8. El metal cinc reacciona con nitrato potásico en presencia del ácido
sulfúrico y da sulfato de amonio, sulfato de potasio o sulfato de cinc y agua,
según la reacción:
Zn + KNO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
+ K2SO4 +ZnSO4 + H2O
A) Ajuste la reacción dada.
B) ¿Cuántos gramos de cinc reaccionan con 45,45 gramos de nitrato potásico?
C) Indique qué compuesto actúa como reductor y cuál es la variación de
electrones que se intercambian en el proceso.
DATOS: masas atómicas: N=14; O=16; K=39; Zn= 65,3.
9. La pirita es un mineral cuyo componente mayoritario es el sulfuro de hierro
(II). La tostación de la pirita (calentamiento a alta temperatura) da lugar a
óxido de hierro (III) y dióxido de azufre, de acuerdo con la reacción (no
ajustada):
FeS (s) + O2 (g) = Fe2O3 (s) + SO2
(g)
Calcule:
A) La pureza de una cierta muestra de pirita, si la tostación de 5,765 g
produce 4,357 g de Fe2O3 .
B) Finalmente el dióxido de azufre obtenido se utiliza en la síntesis del
ácido sulfúrico de acuerdo a la reacción (no ajustada):
SO2 (g) + O2 (g) + H2O (l) = H2SO4
(l)
Calcule el volumen de aire (20% O2 y 80% N2 ) medido a 10ºC
y 810 mm Hg necesario para producir una tonelada (1 Tm) de H2SO4
.
DATOS: masas atómicas: H=1; O=16; S=32; Fe=58,8; constante de los gases = 0,082 atm·L/mol·K
10. El pentacloruro de fósforo se disocia según el equilibrio homogéneo en
fase gas siguiente:
PCl5 = PCl3 + Cl2
A una temperatura determinada, se introducen en un matraz de un litro de capacidad un mol de pentacloruro de fósforo y se alcanza el equilibrio cuando se disocia el 35% de la cantidad del pentacloruro inicial. Si la presión de trabajo resulta ser de 1,5 atmósferas, se desea saber:
A) la constante del equilibrio en función de las concentraciones molares.
B) las presiones parciales de los gases en el momento del equilibrio.
C) la constante de equilibrio en función de las presiones parciales.
11. El metanol se obtiene industrialmente a partir del monóxido de carbono e
hidrógeno de acuerdo con la reacción:
CO (g) + 2 H2 (g) = CH3OH (g)
Teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones termoquímimcas:
(1) CO (g) + 1/2 O2 (g) = CO2
(g)
H (1) = -283,0 kJ
(2) CH3OH (g) + 3/2 O2 (g) = CO2 (g) + 2 H2O
(l) H (2) = -764,4 kJ
(3) H2 (g) + 1/2 O2 (g) = H2O
(l)
H (3) = -285,8 kJ
Calcule:
A) El cambio de entalpía para la reacción de obtención de metanol a partir de
CO (g) y H2 (g), indicando si la reacción absorbe o cede
calor.
B) ¿Qué cantidad de energía en forma de calor absorberá o cederá la
síntesis de 1 kg de metanol?
DATOS: masas atómicas: H=1 ; C=12; O=16.
12. Al tratar el dióxido de manganeso (MnO2) con ácido clorhídrico, se obtiene cloruro de manganeso (II), cloro gas y agua.
A) Escriba e iguale la reacción molecular del proceso, indicando el agente
oxidante y el reductor.
B) Determine el volumen de ácido clorhídrico comercial de densidad 1,18 g/mL y
riqueza del 36% necesario para obtener 500 mL de cloro gas a 5 atm de presión y
25ºC
DATOS: masas atómicas: H=1; Cl=35,5: constante de los gases: R=0,082 atm·L/mol·K
13. Una disolución acuosa de ácido clorhídrico (HCl), al 20% en masa, posee una densidad de 1,056 g·cm-3 . Calcular:
A) La molaridad.
B) La fracción molar del soluto.
DATOS: masa atómica: H=1; O=16; Cl = 35,5.
14. En medio ácido la reacción entre los iones permanganato, MnO4- , y los iones sulfito, SO33- , produce iones Mn2+ e iones sulfato, SO42- .
A) Identifique la especie que se reduce y la que se oxida.
B) Identifique la especie oxidante y la especie reductora.
C) Ajuste la reacción iónica global.
D) En el laboratorio se dispone de 150 mL de una disolución de SO32-
de concentración desconocida. Calcule la concentración de SO32-
en dicha disolución si para conseguir la transformación completa de los iones
SO32- en SO42- , fue necesario
añadir 24,5 mL de una disolución 0,152 M de MnO4- .
15. En el laboratorio se preparó una disolución de ácido yódico, HIO3 , disolviendo 3,568 g de este ácido en 150 mL de agua. Teniendo en cuenta que el pH de la disolución resultante fue 1,06, calcule:
A) La constante de disociación, Ka del ácido.
B) El grado de disociación del ácido.
C) Si tras llegar al equilibrio, se añaden 1,256 g de HIO3 , ¿cuál
será el pH de la disolución resultante?
DATOS: masas atómicas: H=1; O=16; I=127
16. El etano puede obtenerse por hidrogenación del eteno a partir de la
reacción:
CH2 = CH2 (g) + H2 (g) = CH3 - CH3
(g)
Hº= -137 kJ/mol
A) Calcule la energía del enlace C=C teniendo en cuenta que las energías de
los enlaces C-C, H-H y C-H son respectivamente 346, 391 y 413 kJ/mol.
B) Razone cuales serían las condiciones de presión y temperatura más
adecuadas para obtener un elevado rendimiento en la producción de etano.
17. 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 25ºC es 2218,8 kJ/mol, calcule:
A) La variación de energía interna, en kJ/mol.
B) La entalpía de formación estándar del agua líquida.
DATOS: Entalpías de formación: CO2 (g) = - 393,5 kJ/mol; C3H8
(g) = - 103,8 kJ/mol;
constante de los gases = 8,31 J/mol K
18. 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 (Kb = 1,8·10-5 )
A) Calcule el pH y la concentración de todas las especies presentes en el
equilibrio en ambas disoluciones.
B) 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 .
19. Para el equilibrio
H2 (g) + CO2 (g) = H2O (g) + CO2
(g),
la constante Kc es 4,40 a 2000 K.
A) 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.
B) 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: constante de los gases R= 0,082 atm L/mol K
20. El alumino se obtiene por el proceso de Hall-Heroult a partir de la bauxita,
un mineral que contiene Al2O3. Una vez separado el Al2O3
, se funde y se somete a electrolisis. Las semireacciones son:
4 Al3+ (l) + 12 e- = 4 Al (l)
6 O2- (l) = 3 O2 (g) + 12 e-
A) Calcule la cantidad de carga eléctrica consumida para obtener 1000 kg de
aluminio.
B) Calcule la masa de oxígeno producido al obtener 1000 kg de aluminio, y
también el volumen que ocuparía dicho gas a 20ºC y 1 atm de presión.
C) Indique qué semireacción corresponde al cátodo y cuál al ánodo, qué
especie se oxida y cuál se reduce.
DATOS: Constante de los gases R= 0,082 atm L/mol K; Constante de Faraday. F= 96500 C/mol e- .
TABLA DE SOLUCIONES
| Nº | TEMA | A) | B) | C) |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 | ||||
| 4 | ||||
| 5 | ||||
| 6 | ||||
| 7 | ||||
| 8 | ||||
| 9 | ||||
| 10 | ||||
| 11 | ||||
| 12 | ||||
| 13 | ||||
| 14 | ||||
| 15 | ||||
| 16 | ||||
| 17 | ||||
| 18 | ||||
| 19 | ||||
| 20 |