Examen de Química PAU Aragón 2026 · Extraordinaria

PREGUNTA 1. (2 puntos)

Las pilas electroquímicas hacen posible que la energía química se convierta en electricidad, dando vida a muchos dispositivos que usamos a diario. Desde un simple reloj hasta un teléfono móvil, o desde unos cascos inalámbricos a un patinete eléctrico, todos dependen de este ingenioso proceso químico. Estudiar estas pilas permite descubrir cómo la química se transforma en energía útil y ayudan a entender el papel de la ciencia en la tecnología moderna. Para explicar estos procesos, un profesor construye con sus alumnos una pila electroquímica con electrodos de plomo y plata como la que se muestra en la figura.

Responda razonadamente a las siguientes cuestiones sobre dicha pila:

Datos

$\varepsilon^\circ(\mathrm{Ag^+/Ag^0})$: $+0{,}80\text{ V}$; $\varepsilon^\circ(\mathrm{Pb^{2+}/Pb^0})$: $-0{,}13\text{ V}$

a)

Determine el potencial de la pila en condiciones estándar y el sentido en el que se moverán los electrones. [0,5 puntos]

b)

¿Qué electrodo se comporta como ánodo y cuál como cátodo? Indique el proceso que tiene lugar en cada uno de ellos. [1 punto]

c)

Si el puente salino está formado por $\mathrm{KNO_3}$, indique hacia qué electrodo se van a mover cada uno de sus iones. [0,5 puntos]

PREGUNTA 2. (2 puntos) - OPCIÓN 2A

Responda solo a uno de estos dos apartados (2A o 2B).

Dadas las siguientes sustancias: $\mathrm{Na}$, $\mathrm{NH_3}$, $\mathrm{Ne}$, $\mathrm{MgBr_2}$, conteste razonadamente:

a)

Asigne las siguientes temperaturas de fusión a cada una de las sustancias: $-78^\circ\text{C}$, $98^\circ\text{C}$, $711^\circ\text{C}$, $-249^\circ\text{C}$. [0,6 puntos]

Sustancia · Punto de fusión asignado

$\mathrm{Na}$

$\mathrm{NH_3}$

$\mathrm{Ne}$

$\mathrm{MgBr_2}$

b)

¿Qué sustancia o sustancias de las indicadas conducen la electricidad a temperatura ambiente? [0,4 puntos]

c)

Represente y justifique las estructuras de Lewis del $\mathrm{NH_3}$ y del $\mathrm{MgBr_2}$, indicando, en su caso, los pares de electrones no compartidos. [0,5 puntos]

Pares no compartidos en el $\mathrm{N}$ del $\mathrm{NH_3}$:

Pares no compartidos en cada $\mathrm{Br}$ del $\mathrm{MgBr_2}$:

d)

Deduzca la hibridación del átomo central de la molécula de $\mathrm{MgBr_2}$. Razone la respuesta. [0,5 puntos]

PREGUNTA 2. (2 puntos) - OPCIÓN 2B

Responda solo a uno de estos dos apartados (2A o 2B).

Responda de forma razonada a las siguientes cuestiones:

a)

Ordene los elementos $\mathrm{K}$, $\mathrm{Al}$ y $\mathrm{B}$ en orden creciente de su primera energía de ionización. [0,5 puntos]

b)

Los radios atómicos de 3 elementos diferentes de un mismo periodo son:

$X$: $186\text{ pm}$   $Y$: $143\text{ pm}$   $Z$: $100\text{ pm}$

¿Cuál de los tres elementos esperaría que tuviese una mayor electronegatividad? [0,5 puntos]

c)

La siguiente configuración electrónica representa un estado excitado de un átomo:

$1s^2\;2s^2\;2p^6\;3s^2\;3p^6\;4s^2\;3d^9\;4p^2\;5s^2\;4d^4$

Escriba la configuración electrónica del átomo en su estado fundamental e indique los números cuánticos $(n, l, m_l, m_s)$ de su electrón diferenciador. [0,5 puntos]

d)

Deduzca el número máximo de electrones en un átomo que pueden tener $(n = 3, m_l = -1)$ como números cuánticos. ¿Qué valor o valores de $l$ tendrían esos electrones? [0,5 puntos]

Se selecciona un ácido débil monoprótico, $\mathrm{HA}$, para preparar una disolución $0{,}6\text{ M}$. Calcule:

a)

El $\text{pH}$ de la disolución de $\mathrm{HA}$ si se sabe que tiene el mismo $\text{pH}$ que una disolución de $\mathrm{HNO}_3$ de concentración $1{,}6\cdot 10^{-4}\text{ M}$.

b)

La constante de acidez ($K_a$) del ácido $\mathrm{HA}$ y la constante de su base conjugada ($K_b$).

c)

El grado de disociación de $\mathrm{HA}$.

a)

Calcule el $\text{pOH}$ de una disolución acuosa $0{,}35\text{ M}$ de iones fluoruro ($\mathrm{F^-}$). ($K_b = 1{,}5\cdot 10^{-11}$)

b)

Se mezclan $10\text{ mL}$ de una disolución de ácido bromhídrico, $\mathrm{HBr}$, de $48\%$ de riqueza en masa y una densidad de $1{,}49\text{ g/mL}$, con $50\text{ mL}$ de una disolución de ácido clórico, $\mathrm{HClO}_3$, de $\text{pH} = 1{,}1$. Calcule la $[\mathrm{H_3O^+}]$ en la disolución resultante. Ambos ácidos, $\mathrm{HBr}$ y $\mathrm{HClO}_3$, son ácidos fuertes. Considere los volúmenes aditivos.

Masas atómicas: $\mathrm{H} = 1$; $\mathrm{Br} = 80$.

Cuando el octano ($\mathrm{C_8H_{18}}$) se somete a una oxidación parcial con oxígeno molecular, conduce a la obtención de monóxido de carbono e hidrógeno molecular, siendo tanto reactivos como productos todos gases. La entalpía de esta reacción es de $-151{,}6\text{ kJ}$ por mol de octano oxidado.

a)

Escriba y ajuste la reacción de oxidación parcial del octano y calcule la entalpía molar de formación de este reactivo.

Dato: $\Delta H_f^\circ(\mathrm{CO(g)}) = -110{,}4\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$.

b)

Si se parte de $90\text{ mol}$ de octano, ¿qué cantidad de oxígeno, en moles, se consumirá en su reacción? ¿Cuánto calor se desprenderá? Calcule la composición molar ($\text{\%}$) de la mezcla gaseosa resultante.

El producto de solubilidad del hidróxido de magnesio es $1\cdot 10^{-11}$ a $25^\circ\text{C}$.

a)

Escriba el equilibrio de solubilidad del hidróxido de magnesio y la expresión de su producto de solubilidad.

b)

¿Cuántos gramos de hidróxido de magnesio habría que añadir para obtener un litro de una disolución saturada de esta sal a $25^\circ\text{C}$?

Masas atómicas: $\mathrm{Mg} = 24{,}3$; $\mathrm{O} = 16$; $\mathrm{H} = 1$.

c)

Determine si se formará precipitado de hidróxido de magnesio al mezclar $150\text{ mL}$ de una disolución de cloruro de magnesio $10^{-3}\text{ M}$ y $250\text{ mL}$ de una disolución de hidróxido de sodio $10^{-4}\text{ M}$. Considere los volúmenes aditivos.

Sí

No

PREGUNTA 5. (2 puntos)

Responda solo a uno de estos dos apartados (5A o 5B):

5A) Considere la siguiente reacción:

$$2\ \mathrm{H_2\,(g)} + \mathrm{CO\,(g)} \rightleftarrows \mathrm{CH_3OH\,(g)} \quad \Delta H = -90{,}5\ \mathrm{kJ}$$

Datos:

$R = 0{,}082\ \mathrm{atm\cdot L\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$

a)

El valor de $K_p$ para este proceso es de $0{,}095$ cuando transcurre a una temperatura de $686\ \mathrm{K}$. Si las concentraciones de todas las especies son $0{,}05\ \mathrm{M}$, explique si el sistema se encuentra en equilibrio y si no lo está, ¿hacia qué lado evolucionará la reacción para alcanzarlo? [1 punto]

b)

Proponga, de forma razonada, dos formas distintas de mejorar la formación de metanol ($\mathrm{CH_3OH}$) sin adicionar más $\mathrm{H_2}$ ni $\mathrm{CO}$. [1 punto]

PREGUNTA 5. (2 puntos)

5B) Responda razonadamente a las siguientes cuestiones de cinética química:

a)

Se lleva a cabo una misma reacción química en dos condiciones experimentales distintas, A y B. Si en el Experimento A se determina que la energía de activación tiene un valor de $2\text{ kJ/mol}$ y en el Experimento B la energía de activación es de $0{,}5\text{ kJ/mol}$. Explique en cuál de los dos experimentos la reacción es más lenta. [0,5 puntos]

b)

En uno de los experimentos anteriores (A o B) se ha utilizado un catalizador ¿en cuál de ellos ha sido? Razone la respuesta. [0,5 puntos]

c)

Con el transcurso del tiempo, sin modificar la temperatura, la velocidad de una reacción química ¿disminuye, aumenta o se mantiene constante? Razone la respuesta. [0,5 puntos]

d)

La constante de velocidad ($k$) de una reacción tiene un valor de $0{,}24\text{ s}^{-1}$, ¿se puede decir que el orden global de esta reacción es 1? Justifique la respuesta. [0,5 puntos]