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la cuevadel empollón
QuímicaNavarraPAU 2013Extraordinaria

Química · Navarra 2013

5 ejercicios

Instrucciones

Se presentan dos opciones A y B, cada una con cinco preguntas, para que los alumnos seleccionen y contesten únicamente una de las opciones. Cada pregunta tiene dos puntos. Cuando una pregunta tenga varios apartados se repartirá el cociente entre puntos que asigna la pregunta y el número de apartados de la misma. Si la pregunta tiene dos apartados cada uno de ellos tendrá un valor de un punto, si tuviera tres apartados cada uno valdría 0,67 puntos, si tuviera cuatro apartados cada uno valdría 0,5 puntos, etc. Se valorará la claridad en la exposición y presentación del ejercicio. Se estimará la inclusión de diagramas, esquemas, dibujos, etc. Se valorará el correcto dominio de la nomenclatura y unidades químicas. Se valorará que los resultados de los distintos ejercicios sean obtenidos paso a paso y debidamente razonados.
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Ejercicio 1

1
2 puntos
El helio se utiliza en criogenia, para el inflado de globos y en la superconducción de materiales, y se obtiene industrialmente por destilación fraccionada del gas natural. Suponiendo un comportamiento ideal del gas natural a 25∘C25^{\circ}\text{C} y 980 hPa980\,\text{hPa} y que contiene 5%5\% en volumen de helio:
Datos
  • Masas atómicas: helio=4,0\text{helio} = 4{,}0
  • 1 atm=1013 hPa1\,\text{atm} = 1013\,\text{hPa}
  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
  • Densidad He líquido =0,145 kg⋅L−1= 0{,}145\,\text{kg}\cdot\text{L}^{-1}
a
Calcule el volumen de gas natural necesario para producir 7,5 kg7{,}5\,\text{kg} de helio puro.1 pt
b
Calcule la relación de volúmenes de helio gas a 25∘C25^{\circ}\text{C} y 980 hPa980\,\text{hPa} respecto al que ocupa el helio líquido a −269∘C-269^{\circ}\text{C}.1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Describa los números cuánticos. Identifique los correspondientes al electrón de mayor energía del potasio en su estado fundamental.
Datos
  • Número atómico del potasio =19= 19
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Ejercicio 3

3
2 puntos
En un matraz de 1 L1\,\text{L} introducimos 2 moles2\,\text{moles} de yoduro de hidrógeno, que a una cierta temperatura descompone según la reacción 2 HI(g)⇌HX2(g)+IX2(g)\ce{2HI(g) <=> H2(g) + I2(g)} mediante una Kc=0,02K_c = 0{,}02. Calcule la concentración de todas las sustancias una vez alcanzado el equilibrio.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Calcule la constante de ionización y el grado de ionización de un ácido monoprótico cuya disolución acuosa 0,5 M0{,}5\,\text{M} presenta un pH=2,5\text{pH} = 2{,}5.
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Complete las reacciones siguientes y nombre las sustancias orgánicas que aparecen entre los reactivos.
a
HX3C−COOH+HX3C−CHX2OH→\ce{H3C}{-}\allowbreak\ce{COOH} + \ce{H3C}{-}\allowbreak\ce{CH2OH} \mathrel{\ce{->}}0,5 pts
b
CHX3−CHX2−CHX2OH→HX2SOX4calor\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2OH} \mathrel{\ce{->[calor][H2SO4]}}0,5 pts
c
CHX3−CH=CHX2+HBr→\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH}{=}\allowbreak\ce{CH2} + \ce{HBr} \mathrel{\ce{->}}0,5 pts
d
HX3C−CHO+HX2→catalizador\ce{H3C}{-}\allowbreak\ce{CHO} + \ce{H2} \mathrel{\ce{->[catalizador]}}0,5 pts
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Ejercicio 1

1
2 puntos
Disponemos de una disolución acuosa de ácido sulfúrico del 5,5%5{,}5\% de riqueza en masa y 1,45 kg/L1{,}45\,\text{kg/L} de densidad. Calcule la concentración molar y el volumen de disolución que debe reaccionar con aluminio para producir la correspondiente sal y 2 L2\,\text{L} de hidrógeno gas medido a 20∘C20^{\circ}\text{C} y 990 hPa990\,\text{hPa}.
Datos
  • Masas atómicas: S=32,1S = 32{,}1
  • O=16,0O = 16{,}0
  • H=1,0H = 1{,}0
  • 1 atm=1013 hPa1\,\text{atm} = 1013\,\text{hPa}
  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Describa el enlace metálico y las propiedades de los metales.
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Un método de mitigar el calentamiento global del planeta es secuestrar las grandes cantidades de COX2\ce{CO2} producidas en las centrales termoeléctricas que usan combustibles fósiles. Para ello pueden pasarse los gases de combustión por un reactor que contiene amoníaco y agua produciéndose hidrogenocarbonato de amonio, que es un buen fertilizante, según la reacción: COX2(g)+NHX3(g)+HX2O(l)→NHX4HCOX3(s)\ce{CO2(g) + NH3(g) + H2O(l) -> NH4HCO3(s)}
Datos
  • ΔHf0(kJ⋅mol−1):COX2(g)=−393,4\Delta H_f^0 (\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}): \ce{CO2(g)} = -393{,}4
  • NHX3(g)=−45,9\ce{NH3(g)} = -45{,}9
  • HX2O(l)=−285,8\ce{H2O(l)} = -285{,}8
  • NHX4HCOX3(s)=−849,4\ce{NH4HCO3(s)} = -849{,}4
  • ΔSf0(J⋅mol−1⋅K−1):COX2(g)=+213,8\Delta S_f^0 (\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}): \ce{CO2(g)} = +213{,}8
  • NHX3(g)=+192,7\ce{NH3(g)} = +192{,}7
  • HX2O(l)=+69,9\ce{H2O(l)} = +69{,}9
  • NHX4HCOX3(s)=+120,9\ce{NH4HCO3(s)} = +120{,}9
a
Calcule la variación de entalpía y de entropía estándar de la reacción. Razone si la reacción es espontánea.1 pt
b
Razone qué temperaturas y presiones (altas o bajas) mejorarían el secuestro de COX2\ce{CO2}.1 pt
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Defina ácido, base y reacción de neutralización según la teoría de Brönsted-Lowry.
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Represente la pila voltaica formada por un electrodo de plata sumergido en una disolución de nitrato de plata 1,0 M1{,}0\,\text{M} y un electrodo de cobre sumergido en una disolución de sulfato de cobre(II) 1,0 M1{,}0\,\text{M}. Escriba las reacciones del cátodo y del ánodo, indique el sentido de los electrones y calcule la fuerza electromotriz estándar de la pila.
Datos
  • E0(AgX+/Ag)=0,80 VE^0(\ce{Ag+/Ag}) = 0{,}80\,\text{V}
  • E0(CuX2+/Cu)=0,34 VE^0(\ce{Cu^{2+}/Cu}) = 0{,}34\,\text{V}
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