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la cuevadel empollón
QuímicaPaís VascoPAU 2015Ordinaria

Química · País Vasco 2015

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • Constante de los gases ideales: R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}
  • Constante de Faraday: F=96500 C⋅mol−1F = 96500\,\text{C}\cdot\text{mol}^{-1}
  • Masas atómicas (u.m.a.): H: 1
  • C: 12
  • N: 14
  • O: 16
  • F: 19
  • Na: 23
  • Ca: 40
  • Ni: 58,7
  • Ag: 107,9
Este examen tiene dos opciones. Debes contestar a una de ellas. No olvides incluir el código en cada una de las hojas de examen. No contestes ninguna pregunta en este impreso. Cada opción consta de cinco preguntas (2 problemas y 3 cuestiones). La calificación máxima la alcanzarán aquellos ejercicios que, además de bien resueltos, estén bien explicados y argumentados, cuidando la sintaxis y la ortografía y utilizando correctamente el lenguaje científico, las relaciones entre las cantidades físicas, símbolos, unidades, etc. Los datos generales necesarios para completar todas las preguntas se incluyen conjuntamente en el reverso de esta hoja. Aplica únicamente los datos que necesites en cada caso. Los datos específicos están en cada pregunta.

Ejercicio 1 · A · cuestiones

1Opción A
2 puntos
Cuestiones
Considerando la siguiente ecuación:KMnOX4+HCl+HX2SOX4→KX2SOX4+MnSOX4+ClX2+HX2O\ce{KMnO4 + HCl + H2SO4 -> K2SO4 + MnSO4 + Cl2 + H2O}
Datos
  • Potenciales standard de reducción (E0E^0): MnOX4X− / MnX2+=1,51 V;ClX2 / ClX−=1,36 V\ce{MnO4- / Mn^{2+}} = 1{,}51\,\text{V}; \ce{Cl2 / Cl-} = 1{,}36\,\text{V}
a
Ajustar la ecuación empleando el método del ión-electrón.1 pt
b
Indicar las sustancias que se reducen y oxidan.0,5 pts
c
Calcular el potencial standard de la reacción y deducir si el proceso será espontáneo en condiciones standard.0,5 pts
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Ejercicio 1 · A · Problemas

1A · Problemas
2,5 puntos
Las entalpías de combustión del etano (CHX3CHX3\ce{CH3CH3}) y del eteno (CHX2=CHX2\ce{CH2=CH2}) son, respectivamente, −1560 kJ⋅mol−1-1560\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1} y −1410 kJ⋅mol−1-1410\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}.
Datos
  • ΔHf0(kJ⋅mol−1):COX2(g)=−393,8\Delta H_f^0 (\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}): \ce{CO2 (g)} = -393{,}8
  • HX2O(l)=−285,8\ce{H2O (l)} = -285{,}8
a
Calcular la entalpía de formación standard para cada sustancia.1 pt
b
Calcular la variación de entalpía de este proceso:eteno(g)+hidroˊgeno(g)→etano(g)\ce{eteno (g) + hidrógeno (g) -> etano (g)}1 pt
c
¿Qué cantidad de calor se desprenderá al quemar 50 g50\,\text{g} de cada hidrocarburo?0,5 pts
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Ejercicio 1 · B · cuestiones

1Opción B
2 puntos
Cuestiones
Dados los siguientes elementos químicos: Be(Z=4);Cl(Z=17);N(Z=7);C(Z=6);H(Z=1)\ce{Be} (Z=4); \ce{Cl} (Z=17); \ce{N} (Z=7); \ce{C} (Z=6); \ce{H} (Z=1)
a
Escribir la configuración electrónica de las siguientes especies: BeX2+,Cl,ClX−,CX2−\ce{Be^{2+}}, \ce{Cl}, \ce{Cl-}, \ce{C^{2-}}.0,5 pts
b
Dibujar las estructuras de Lewis e indica la geometría de las siguientes moléculas: NClX3;BeHX2\ce{NCl3}; \ce{BeH2}.1 pt
c
¿Son polares las moléculas BeHX2\ce{BeH2} y NClX3\ce{NCl3}? ¿Por qué?0,5 pts
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Ejercicio 1 · B · Problemas

1B · Problemas
2,5 puntos
Teniendo en cuenta el proceso de oxidación de la hidrazina líquida, NX2HX4(l)\ce{N2H4 (l)}:NX2HX4(l)+3 OX2(g)→2 NOX2(g)+2 HX2O(g)ΔH=−467,8 kJ\ce{N2H4 (l) + 3O2 (g) -> 2NO2 (g) + 2H2O (g)} \quad \Delta H = -467{,}8\,\text{kJ}
Datos
  • ΔHf0(kJ⋅mol−1):NOX2(g)=33,2\Delta H_f^0 (\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}): \ce{NO2 (g)} = 33{,}2
  • HX2O(g)=−241,8\ce{H2O (g)} = -241{,}8
  • Densidad (g⋅mL−1):HX2O(l)=1,00;NX2HX4(l)=1,02(\text{g}\cdot\text{mL}^{-1}): \ce{H2O (l)} = 1{,}00; \ce{N2H4 (l)} = 1{,}02
  • Calor específico (J⋅g−1⋅∘C−1):HX2O(l)=4,18(\text{J}\cdot\text{g}^{-1}\cdot^{\circ}\text{C}^{-1}): \ce{H2O (l)} = 4{,}18
a
Calcular la entalpía de formación standard de la hidrazina líquida.1 pt
b
Si se calientan 100 L100\,\text{L} de agua que se hallan a 25∘C25^{\circ}\text{C} con la energía liberada al oxidar 1 L1\,\text{L} de hidrazina, ¿qué temperatura alcanzará el agua?1 pt
c
¿Qué signo tendrá la variación de entropía de la oxidación de hidrazina? ¿Será espontáneo el proceso?0,5 pts
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Ejercicio 2 · A · cuestiones

2Opción A
1,5 puntos
Cuestiones
Escribir las ecuaciones adecuadas para representar los siguientes procesos. Indicar el tipo de reacción que ocurre en cada caso para:
a
Obtener 1-buteno a partir de 1-butanol.0,5 pts
b
Obtener propanoato de metilo a partir de ácido propanóico y metanol.0,5 pts
c
Obtener 2-clorobutano a partir de 1-buteno y cloruro de hidrógeno.0,5 pts
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Ejercicio 2 · A · Problemas

2A · Problemas
2,5 puntos
Un alumno estudia la disolución de un ácido HA de concentración 0,1 mol⋅L−10{,}1\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}. Para ello toma una muestra (25,0 mL25{,}0\,\text{mL}) y observa que su pH es 3.
a
Escribir la correspondiente ecuación de ionización e indicar los pares ácido-base conjugados.0,75 pts
b
Calcular la constante de ionización (KaK_a) del ácido. ¿Qué tipo de ácido es?1 pt
c
¿Cuántos gramos de NaOH(s)\ce{NaOH (s)} harán falta para neutralizar la muestra ácida? ¿Qué pH (ácido, básico o neutro) tendrá la disolución en el punto de neutralización?0,75 pts
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Ejercicio 2 · B · cuestiones

2Opción B
1,5 puntos
Cuestiones
Se dispone de dos celdas electrolíticas conectadas en serie: la primera contiene sulfato de níquel II (aq) y la segunda nitrato de plata (aq). Se hace pasar una corriente eléctrica por el circuito hasta que se depositan 0,650 g0{,}650\,\text{g} de plata en la segunda celda.
a
¿Cuántos gramos de níquel se depositan en la primera celda?0,75 pts
b
¿Cuánto tiempo hará falta para que se complete el proceso si la intensidad de la corriente es de 2,5 A2{,}5\,\text{A}?0,75 pts
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Ejercicio 2 · B · Problemas

2B · Problemas
2,5 puntos
El equilibrio químico: COBrX2(g)⇌CO(g)+BrX2(g)\ce{COBr2 (g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{CO (g)} + \ce{Br2 (g)} tiene una constante Kc=0,025K_c = 0{,}025 a 350 K350\,\text{K}. Si se introducen 3,75 moles3{,}75\,\text{moles} de COBrX2\ce{COBr2} en un recipiente vacío de 3 L3\,\text{L}:
a
Calcular las concentraciones de todas las especies químicas en el equilibrio.1,25 pts
b
Calcular el grado de disociación de COBrX2\ce{COBr2}.0,75 pts
c
Calcular la presión parcial del bromo en el equilibrio.0,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1,5 puntos
Cuestiones
A 25∘C25^{\circ}\text{C} la solubilidad del fluoruro cálcico, CaFX2\ce{CaF2}, en agua es de 86 mg⋅L−186\,\text{mg}\cdot\text{L}^{-1}.
a
Calcular la concentración, en mol⋅L−1\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}, de los iones calcio y fluoruro en una disolución saturada.0,75 pts
b
Calcular el producto de solubilidad (KpsK_{ps}) del fluoruro cálcico.0,75 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1,5 puntos
Cuestiones
Dado el proceso de síntesis de amoníaco: NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)ΔH<0\ce{N2 (g)} + \ce{3H2 (g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{2NH3 (g)} \quad\allowbreak \Delta H < 0 Indicar en qué sentido se desplazará el equilibrio y qué sucederá con el número de moles de amoníaco:
a
si se sube la temperatura0,5 pts
b
si se sube la presión0,5 pts
c
si se aumenta la cantidad de hidrógeno0,5 pts
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