EXAMEN FINAL DE FUNDAMENTOS DE QUÍMICA EUP: ESPECIALIDAD QUÍMICA 16 de febrero de 2005   EXAMEN DE ESTEQUIOMETRÍA Esta parte vale el 20 por 100 de la nota total. Cada ejercicio vale 1 punto.   Nombre y apellidos ...................................................................................................................   1.- 15,4 g de NaBr se mezclan con 24,5 g de H3PO4 y reaccionan según: 2 NaBr (s) + H3PO4  Na2HPO4 (l) + 2 HBr (g). A) ¿Cuál es el reactivo limitante? Calcular la cantidad de reactivo que queda en exceso. Si el rendimiento de la reacción es del 70 por 100, calcular: B) moles de Na2HPO4 que se forman. y C) Volumen de ácido bromhídrico que se forma en CN.   2.- El bromo se puede obtener en el laboratorio según la reacción: 2KBr + MnO2 + 3H2SO4  2HKSO4 + MnSO4 + Br2 + 2H2O a) Suponiendo un rendimiento del 100 por 100. Calcular las cantidades de KBr puro, de MnO2  con un 92,5 % de pureza, y H2SO4 al 60%, que se precisan para obtener 60 gramos de Br2. b) Calcular la normalidad y la molaridad de un ácido sulfúrico del 60 % de riqueza, cuya densidad es de 1,36 g/ml.¿Hasta que volumen hemos de diluir 100 ml de un ácido de estas características para obtener una disolución 1M?.   EXAMEN DE LOS TEMAS 3 A 11 Elegir 5 de las 6 preguntas propuestas, en caso de realizar las 6 preguntas sólo se corregirán las 5 primeras. Cada pregunta vale 1,6 puntos. Este examen vale el 80 por 100 de la nota.   Nombre y apellidos ....................................................................................................................   1.- Indicar las propiedades químicas de metales y no metales, incluyendo: a) zona que ocupan en la tabla periódica, y variación de sus propiedades periódicas: señalando si su afinidad electrónica, potencial de ionización y electronegatividad son altas o bajas. b) relacionar las propiedades periódicas con la tendencia de metales y no metales a formar cationes o aniones, y con el carácter oxidante o reductor de los elementos. c) capacidad ácida o básica de sus combinaciones con oxígeno, y de sus combinaciones con oxígeno e hidrógeno. d) capacidad ácida o básica de sus compuestos binarios con hidrógeno.   2.a) ¿Qué números cuánticos son precisos para definir un orbital?. ¿Y para fijar el estado cuántico de un electrón?. b) ¿Cuántos electrones caben en un orbital con l=5?. c) ¿Cuántos orbitales hay con n=3? ¿Cuántos electrones caben en el nivel 3?. d) ¿Qué se entiende por átomos isoelectrónicos?, poner algún ejemplo. 2.b) Basándose en las configuraciones electrónicas, justificar el estado de oxidación más probable de los siguientes elementos: cesio, escandio, manganeso, hierro, plata, cinc, flúor, aluminio y bismuto.   3.- Cuestiones sobre el enlace, razonar todas las respuestas: a) ¿Qué tipo de enlace establece consigo mismo el iodo?. Explicar la molécula según la teoría de enlace de valencia. ¿éste compuesto será conductor de la corriente eléctrica? ¿qué tipo de fuerza intermolecular se presentará entre las moléculas de iodo?. ¿qué disolvente usarías para solubilizarlo? b) ¿Qué tipo de enlace existe en el fluoruro de cesio?, escribir su fórmula e indicar sus propiedades físicas, es decir: punto de fusión (alto o bajo), solubilidad, dureza y conductividad eléctrica. c) Propiedades físicas de los metales, incluyendo: dureza, punto de fusión y conductividad eléctrica y térmica. Solubilidad de los metales. d) ¿Qué tipo de enlace establece consigo mismo el silicio?. ¿es conductor de la electricidad? ¿Cómo afectará su conductividad eléctrica la inclusión de impurezas de la familia del boro o de la del nitrógeno?.   4.- Cuestiones sobre enlace y disoluciones, razonar todas las respuestas. a)  Escribir las fórmulas de Lewis del NCl3, del HCl, y del CCl4, y la fórmula estructural del sulfato sódico. ¿Cuál posee enlaces iónicos? ¿Cuáles son solubles en agua? ¿Cuáles son electrolitos fuertes?.Indicar: geometría de la molécula, hibridación del átomo central y polaridad en las moléculas de CCl4 y NCl3. b) Si tenemos tres disoluciones acuosas distintas: la primera es 1molal en HCN, la segunda 1molal en Na2SO4 y la tercera 1 molal en glucosa. Indicar cuál de ellas tendrá la mayor temperatura de ebullición, y cuál de ellas tendrá la mayor temperatura de congelación.¿Es cierto que el descenso del punto de congelación de una disolución sólo depende de la naturaleza del soluto?. c) Definir: Ósmosis y ósmosis inversa. c.1) Si tenemos una disolución acuosa 1M en Na2SO4, separada por una membrana semipermeable de una cantidad equivalente de agua pura, trabajando a 20ºC, ¿qué presión tendríamos que aplicar para provocar el paso de agua desde la disolución al disolvente puro?.   5.a- Al tratar 1 litro de disolución de iodo en agua, que contiene 0,2637 g de iodo, con 25 ml de disulfuro de carbono S2C, pasan a éste último disolvente 0,2405 g de iodo. ¿como se llama el proceso por el cuál recuperamos un soluto disuelto por adición de un disolvente más afín?. Calcular el coeficiente o constante de reparto del iodo entre ambos disolventes. 5.b.- Se desea determinar el peso molecular de cierto compuesto no electrolítico, y para ello se pesan 1,100 gramos del sólido y se disuelven en 20 g de benceno. El punto de congelación de la disolución es de 4,38ºC. Sabiendo que el punto de congelación del benceno puro es 5,50ºC y la constante crioscópica 5,1, calcular el peso molecular del soluto.   6.A- Tipos de abonos. Problemas medioambientales que presentan los abonos muy solubles. 6.B.- Sólidos amorfos con enlace covalente de uso industrial.   EXAMEN FINAL DE FUNDAMENTOS DE QUÍMICA 4 de Septiembre 2007. EUP.   Nombre y apellidos……………………………………………………………………….   ELEGIR SÓLO 5 DE LAS 6 PREGUNTAS PROPUESTAS (si el alumno hiciese las 6 preguntas, sólo se calificarán las 5 primeras)   1.- El arsénico se obtiene a partir de un mineral cuyo contenido en óxido de arsénico (III) es del 15 por 100. Según la reacción: As2O3 (s) + 3C (s) →  2As (s) + 3 CO (g) Si el rendimiento de la reacción es del 85 por 100. A.- ¿Cuánto arsénico puro se obtendrá a partir de una tonelada de mineral? B.- Si el CO generado en la reacción anterior se pasa a una cámara de reacción en donde se oxida a dióxido de carbono, y el rendimiento de esta última reacción es del 90 por 100. ¿Cuántos moles de CO2 se obtendrán a partir de una tonelada de mineral?. ¿Qué volumen ocupará esa cantidad de CO2, medido a 25 grados centígrados y 10 atmósferas de presión?.   2.- Se hacen reaccionar 3,41 gramos del mineral de manganeso pirolusita, con una riqueza en MnO2 del 78,1%, con ácido clorhídrico concentrado (reacción 1). El cloro formado se pasa a través de una disolución de ioduro potásico, formandose iodo molecular (reacción 2). (1)  MnO2 + 4HCl  MnCl2 +2H2O + Cl2 (2)  Cl2 + KI  2KCl + I2 2.a.- Si el rendimiento de la reacción 1 es del 100 por 100, y el de la reacción 2 es del 76 por 100, calcular la cantidad de iodo obtenido. 2.b.- Indicar cuáles son los reactivos que se oxidan o reducen en cada una de las reacciones, especificar el cambio de valencia en cada una de ellas.   3.a- Propiedades químicas de los no metales. 3.b.- Explicar las moléculas de CO y HCl según la teoría de enlace de valencia. 3.c.- Propiedades físicas de los compuestos iónicos.   4.a.- Dadas las moléculas: BF3, CHCl3, AsCl3, SO3. Resolver para cada una de ellas: fórmula de Lewis, ¿hay expansión de la capa de valencia?, geometría de los pares electrónicos y geometría de la molécula, polaridad de la molécula e hibridación del átomo central. 4.b.- Dados las especies: BF3, CCl4, HCl, KBr, S8 y aleación hierro-cobre. Indicar el tipo de enlace que se establece en ellas. ¿Alguna de ellas puede conducir la corriente eléctrica? En caso afirmativo, especificar si conducen en estado sólido o en disolución. ¿Alguna de ellas será soluble en agua?.   5.a- Al tratar 1 litro de disolución de iodo en agua, que contiene 0,2637 g de iodo, con 25 ml de disulfuro de carbono S2C, pasan a éste último disolvente 0,2405 g de iodo. ¿como se llama el proceso por el cuál recuperamos un soluto disuelto por adición de un disolvente más afín?. Calcular el coeficiente o constante de reparto del iodo entre ambos disolventes. 5.b.- ¿Cuál es el fundamento de los anticongelantes?, poner algún ejemplo. 5.c.- ¿Qué se entiende por presión osmótica? ¿qué es la ósmosis inversa? ¿cómo se aplica en la obtención de agua dulce?.   6.-a.- Una muestra de un compuesto covalente (de peso molecular 60,1) de 0,300 gramos se disuelve en 10 gramos de agua. Suponiendo comportamiento ideal, calcular el punto de ebullición normal de la disolución, sabiendo que el del agua pura es 100,00ºC y su constante ebulloscópica es 0,512. 6.b.-  Se está usando un evaporador para concentrar disoluciones de azúcar de caña. En un día se evaporan 10000 Kg de una disolución que contiene un 38 % de azúcar en peso, obteniéndose una disolución con un 74 % en peso de azúcar. Calcular el peso de la disolución concentrada y la cantidad de agua evaporada por día.   EXAMEN FINAL DE FUNDAMENTOS DE QUÍMICA EUP: ESPECIALIDAD QUÍMICA   27 de junio de 2005, convocatoria de septiembre   Elegir 6 de las 7 preguntas propuestas, en caso de realizar las 7 preguntas sólo se corregirán las 6 primeras. Cada pregunta vale 1,65 puntos.   Nombre y apellidos ....................................................................................................................   1.- Tenemos dos recipientes, ambos a 50ºC. El primero tiene una capacidad de 5 litros y contiene O2 a 4 atmósferas. El segundo tiene una capacidad de 6 litros y contiene N2 a 2 atmósferas. A) Calcular la densidad de ambos gases en sus recipientes respectivos. B) Si conectamos ambos recipientes y dejamos que el sistema evolucione hasta composición homogénea. Calcular la composición de la mezcla final, así como las presiones parciales y la total. Suponer que no hay cambio de volumen ni de temperatura.   2.- El antimonio se prepara haciendo reaccionar el Sb4O6 con carbono, mediante la reacción: Sb4O6 (s) + 6 C (s)  4 Sb (s) + 6 CO (g). A) Si se utilizan 250 g de C y 300 g de Sb4O6, ¿que cantidad de Sb se forma si el rendimiento es del 82%? . B) Con el rendimiento anterior ¿qué masa de óxido de antimonio se necesitaría para reaccionar con el exceso de carbono y dar 1 Kg de antimonio?.   3.a) Definir brevemente: Potencial de ionización. Afinidad electrónica. Oxidación. Reducción. Oxidante. Reductor. Electronegatividad. Energía reticular. Energía de disociación. 3.b) Indicar cuál o cuales de los siguientes grupos de valores, correspondientes a n, l y m, son permitidos. ¿Qué orbitales definen?. (3, -1, 1), (1,1,3), (4,2,0), (2,2,1), (5,3,-3), (3,1,1), (0,0,0). 3.c) Dados los siguientes elementos: K, Mg, Cr, B, N y F. Responder, justificando la respuesta, las siguientes cuestiones:a) Cuál es más reductor, b) cuál es más oxidante, c) cuál tiene menos carácter metálico, d) cuál es el de menor radio, e) cuál puede tener el menor estado de oxidación (estado más negativo), f) cuál puede tener el mayor estado de oxidación, g) cuando estos elementos se unen consigo mismo, para dar moléculas o cristales homonucleares ¿qué tipo de enlace establecerán?.   4.a) Indicar la geometría, polaridad e hibridación de las moléculas de amoníaco y dióxido de carbono. 4.b) ¿Qué tipo de fuerza intermolecular se establece entre las moléculas de un compuesto no polar?. ¿Existen fuerzas intermoleculares en los compuestos iónicos y metálicos?. Explicar el fundamento de jabones y detergentes. 4.c) Dados los compuestos: AsCl5, HClO4, y Na2CO3. Escribir sus fórmulas estructurales, indicando la naturaleza predominantemente iónica o covalente de cada uno de los enlaces. ¿Se produce expansión de la capa de valencia para el átomo central en alguno de esos compuestos?. ¿Cuáles de ellos son polares?. 4.d) Definir: conductores, semiconductores y aislantes. Conductividad eléctrica de los compuestos químicos en función del tipo de enlace.   5.- Describir brevemente los factores que influyen en la solubilidad. a.- ¿Cómo se lleva a cabo la solubilización de compuestos iónicos? ¿qué tipo de disolventes se usan para estos compuestos?. b.- Solubilización de compuestos covalentes. Disolventes polares y no polares. Solubilidad en agua. Poner algunos ejemplos. c.- Definir lo que se entiende por electrolito. Poner algún ejemplo de electrolitos fuertes y débiles, y dos ejemplos de sustancias no electrolíticas. d.- Solubilización de los metales.   6.a) Durante un proceso industrial de producción de ácido clorhídrico 1 molar se ha cometido un error que da como resultado la producción de un ácido 0,937 M. Calcular el volumen de HCl del 39 por 100 de riqueza en peso y densidad 1,16 g/ml, que hay que añadir a 1000 litros de la disolución 0,937 M para que resulte exactamente 1 M. Suponer volúmenes aditivos. Dato: peso molecular del HCl= 36,5. 6.b) Fundamento de los anticongelantes. 6.c) Calcular la temperatura de ebullición y congelación de una salmuera que contiene 40 gramos de NaCl en 500 gramos de agua. Datos: constante ebulloscópica del agua = 0,512 ºC/m, constante crioscópica del agua= 1,86ºC/m, peso molecular del cloruro sódico= 58,44.   7.a) Compuestos usados en la industria de la construcción, indicando propiedades y utilidades de yesos, cales, morteros y hormigones. 7.b) Cristales covalentes de aplicación industrial.