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la cuevadel empollón
QuímicaPaís VascoPAU 2013Extraordinaria

Química · País Vasco 2013

5 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{K}^{-1} \cdot \text{mol}^{-1}
  • F=96485 C⋅mol−1F = 96485\,\text{C} \cdot \text{mol}^{-1}
  • 1 atm=760 mmHg1\,\text{atm} = 760\,\text{mmHg}
  • Masas atómicas (u.m.a.): H: 1
  • C: 12
  • O: 16
  • Na: 23
  • Cu: 63,5
  • Zn: 65,4
  • Números atómicos: H: 1
  • C: 6
  • O: 8
  • S: 16
Este examen tiene dos opciones. Debes contestar a una de ellas. 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.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
El dicromato potásico [heptaoxodicromato(VI) de potasio] reacciona con ácido clorhídrico para dar cloruro de cromo(III), cloro molecular, cloruro potásico y agua.
a
Identificar el oxidante y el reductor de la reacción.0,5 pts
b
Escribir las semirreacciones de oxidación y reducción.0,5 pts
c
Escribir la reacción molecular ajustada. Razonar.1 pt
d
¿Cuántos mL de HCl\ce{HCl} 0,5 M0{,}5\,\text{M} tienen que reaccionar con KX2CrX2OX7\ce{K2Cr2O7} en exceso para obtener 1 L1\,\text{L} de ClX2(g)\ce{Cl2(g)} en condiciones normales?0,5 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Las energías de formación standard (ΔHf∘)(\Delta H_f^\circ) del etanol (CX2HX6O)(\ce{C2H6O}) (l), del dióxido de carbono (g) y del agua (l) son, respectivamente: −278-278, −394-394 y −286 kJ⋅mol−1-286\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}.
a
Escribir la ecuación ajustada de la combustión del etanol líquido y calcular su entalpía a 25∘C25^\circ\text{C}.1 pt
b
Representar y justificar el diagrama de entalpías de la reacción.0,5 pts
c
Escribir la reacción de combustión del carbono y calcular los gramos de carbono necesarios para calentar 20 L20\,\text{L} de agua de 8∘C8^\circ\text{C} a 98∘C98^\circ\text{C}, suponiendo un aprovechamiento del 50%50\% del calor.1 pt
Datos
  • Calor específico del agua: 4,18 kJ⋅kg−1⋅K−14{,}18\,\text{kJ} \cdot \text{kg}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}
  • Densidad del agua: 1 kg⋅L−11\,\text{kg} \cdot \text{L}^{-1}
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Para la reacción: NX2OX4(g)⇌2 NOX2(g)\ce{N2O4(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{2NO2(g)} la constante es Kc=4,66⋅10−3K_c = 4{,}66 \cdot 10^{-3} a 22∘C22^\circ\text{C}, y ΔH=+57,2 kJ\Delta H = +57{,}2\,\text{kJ}. ¿Cómo afectarán los siguientes cambios al equilibrio?
a
Subir la presión.0,5 pts
b
Enfriar la temperatura a 0∘C0^\circ\text{C}.0,5 pts
c
Extraer gas NOX2\ce{NO2} de la mezcla en equilibrio.0,5 pts
d
Calcular la constante de equilibrio KpK_p a 22∘C22^\circ\text{C}.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
1,5 puntos
Los números atómicos de los elementos A, B y C son, respectivamente, 19, 20 y 35. Se pide:
a
La configuración electrónica de cada elemento. Razonar.0,5 pts
b
La ubicación de los elementos en la Tabla (grupo y período).0,5 pts
c
Ordenar los elementos por radios atómicos crecientes. Razonar.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
1,5 puntos
Considerando las siguientes moléculas: COX2\ce{CO2} y HX2S\ce{H2S}, se pide:
a
Representar y justificar sus estructuras de Lewis.0,5 pts
b
Indicar la multiplicidad de todos sus enlaces (simple, doble, triple).0,5 pts
c
Justificar sus geometrías (lineal, plana, tetraédrica, etc.) aplicando la teoría de repulsión de pares electrónicos. Razonar.0,5 pts
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Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Para estudiar la síntesis del metanol CO(g)+2 HX2(g)→CHX3OH(g)\ce{CO(g)} + \ce{2H2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{CH3OH(g)} se miden las entalpías standard de combustión ΔHcomb∘\Delta H_{comb}^\circ de cada componente: CO\ce{CO}: −283 kJ⋅mol−1-283\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}; HX2\ce{H2}: −286 kJ⋅mol−1-286\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1} y CHX3OH\ce{CH3OH}: −764 kJ⋅mol−1-764\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}.
Datos
  • Sf∘(J⋅mol−1⋅K−1):CO(g):198S_f^\circ (\text{J} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}): \ce{CO(g)}: 198
  • HX2(g):131\ce{H2(g)}: 131
  • CHX3OH(g):240\ce{CH3OH(g)}: 240
a
Calcular la entalpía standard de la síntesis de metanol, indicando si es exotérmica o endotérmica.1 pt
b
Calcular la entropía standard de la reacción e indicar si aumenta o disminuye el orden del sistema.0,5 pts
c
Llevando a cabo la reacción a 1 atm1\,\text{atm}, indicar si la formación de metanol será espontánea a 100∘C100^\circ\text{C} y a 150∘C150^\circ\text{C}. Considerar que las entalpías y entropías de reacción no cambian con la temperatura.1 pt
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
El pH de un vinagre comercial es 3,23{,}2. Teniendo en cuenta que Ka(CHX3COOH)=1,8⋅10−5K_a (\ce{CH3COOH}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}, responder las siguientes preguntas.
a
¿Cuál es la concentración de ácido acético del vinagre?1 pt
b
¿Cuántos gramos de NaOH\ce{NaOH} hacen falta para neutralizar 750 mL750\,\text{mL} de un vinagre 0,05 M0{,}05\,\text{M}?0,5 pts
c
Tras neutralizar el vinagre ¿cómo será la disolución resultante, neutra, ácida o básica? ¿Por qué?0,5 pts
d
¿Cuántos gramos de ácido acético puro hay que añadir al vinagre original para que su pH sea 2,52{,}5?0,5 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
El producto de solubilidad del hidróxido de zinc es 2,2⋅10−52{,}2 \cdot 10^{-5} a 25∘C25^\circ\text{C}. Calcular:
a
La solubilidad del Zn(OH)X2\ce{Zn(OH)2} a 25∘C25^\circ\text{C} en mol⋅L−1\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}.0,5 pts
b
Los gramos de hidróxido de zinc que se disuelven en 100 mL100\,\text{mL} de agua.0,5 pts
c
El pH de una disolución saturada del Zn(OH)X2\ce{Zn(OH)2}.0,5 pts
d
Se mezclan dos disoluciones de 500 mL500\,\text{mL}, una de ZnClX2\ce{ZnCl2} 0,02 M0{,}02\,\text{M} y otra de NaOH\ce{NaOH} 0,02 M0{,}02\,\text{M}. ¿Se formará un precipitado de Zn(OH)X2\ce{Zn(OH)2}?0,5 pts
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Ejercicio 4

4
1,5 puntos
Tras realizar la electrólisis de una disolución acuosa de sulfato de cobre(II) durante 4 horas, se depositan 16,583 g16{,}583\,\text{g} de cobre metálico.
a
Realizar un dibujo esquemático de la celda electrolítica indicando el sentido de la corriente eléctrica y de la migración iónica.0,5 pts
b
Indicar la reacción que ocurre en el electrodo negativo y explicar si se trata de una oxidación o una reducción.0,25 pts
c
Calcular la intensidad de la corriente eléctrica.0,75 pts
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Ejercicio 5

5
1,5 puntos
Nombrar los siguientes compuestos orgánicos:
a
CHX2=CH−CH(CHX3)−CHX2−CHX3\ce{CH2}{=}\allowbreak\ce{CH}{-}\allowbreak\ce{CH(CH3)}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH3}0,3 pts
b
CHX3−CO−CHX2−CHX3\ce{CH3-CO-CH2-CH3}0,3 pts
c
CHX3−CHX2−CHO\ce{CH3-CH2-CHO}0,3 pts
d
CHX3−CHX2−CHX2−COOH\ce{CH3-CH2-CH2-COOH}0,3 pts
e
CHX3−CH(NHX2)−CHX3\ce{CH3-CH(NH2)-CH3}0,3 pts
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