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la cuevadel empollón
QuímicaBalearesPAU 2023Extraordinaria

Química · Baleares 2023

10 ejercicios

Instrucciones

Datos
  • R=0,082 atm L mol−1 K−1R = 0{,}082\,\text{atm L mol}^{-1}\,\text{K}^{-1}
  • R=8,3 J mol−1 K−1R = 8{,}3\,\text{J mol}^{-1}\,\text{K}^{-1}
El examen incluye tabla periódica como anexo. Contesta hasta un máximo de 5 preguntas de entre todas las propuestas en las opciones A y B del examen. Utiliza la tabla periódica adjunta. Puedes usar la calculadora. La puntuación máxima de cada pregunta está indicada al inicio de la cuestión. La nota del examen es la suma de las puntuaciones.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
a
El premio Nobel de Química del año 2018 fue concedido a los investigadores Frances H. Arnold, George P. Smith y Sir Gregory P. Winter (figura 1), por el descubrimiento de un nuevo método usado en la ingeniería de proteínas, el cual imita el proceso de selección natural con el propósito de dirigir las proteínas hacia un objetivo definido. La treonina (figura 2) es uno de los aminoácidos esenciales utilizados por estos investigadores.
Figura 1. Frances H. Arnold, George P. Smith y Sir Gregory P. Winter
a.i
A partir de la estructura química de la treonina (figura 2), determina su masa molecular.
Figura 2. Estructura química de la treonina
a.ii
Nombra dos grupos funcionales presentes en la molécula de la treonina.
b
Nombra los compuestos siguientes: KOH\ce{KOH} y FeSOX4\ce{FeSO4}
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
Una disolución acuosa A contiene 1,26 g/L1{,}26\,\text{g/L} de ácido nítrico (HNOX3\ce{HNO3}). Una segunda disolución acuosa B contiene 0,4 g/L0{,}4\,\text{g/L} de hidróxido de sodio (NaOH\ce{NaOH}). Se mezclan 50 mL50\,\text{mL} de la disolución A con 50 mL50\,\text{mL} de la disolución B.
a
Calcula el pH resultante después de mezclar los volúmenes indicados de las disoluciones A y B, suponiendo que los volúmenes son aditivos.
b
Indica el significado del siguiente pictograma que aparece en una botella de ácido nítrico comercial:
Pictograma de peligro en botella de ácido nítrico
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
En diferentes países, la fluoración del agua de consumo humano es utilizada para prevenir la caries dental.
a
Si el valor del producto de solubilidad (KpsK_{ps}) del difluoruro de calcio (CaFX2\ce{CaF2}), a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}, es igual a 3,4⋅10−113{,}4 \cdot 10^{-11}, ¿cuál es la solubilidad (en mol/L) de una disolución saturada de CaFX2\ce{CaF2}?
b
¿Cuántos moles de fluoruro de sodio (NaF\ce{NaF}) hay que añadir a 2 L2\,\text{L} de una disolución acuosa, la cual contiene 20 mg/L20\,\text{mg/L} de CaX2+\ce{Ca^{2+}}, para que empiece a precipitar CaFX2\ce{CaF2}?
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
A 427 ∘C427\,^{\circ}\text{C}, el cloruro de amonio (NHX4Cl\ce{NH4Cl}) se descompone parcialmente en amoníaco (NHX3\ce{NH3}) y cloruro de hidrógeno (HCl\ce{HCl}) según el siguiente equilibrio químico:NHX4Cl(s)⇌NHX3(g)+HCl(g)\ce{NH4Cl(s) <=> NH3(g) + HCl(g)}Se introduce una cierta cantidad de NHX4Cl(s)\ce{NH4Cl(s)} dentro de un recipiente de 5 L5\,\text{L} de capacidad, en el cual se había hecho previamente el vacío, y se calienta a 427 ∘C427\,^{\circ}\text{C}. Cuando se alcanza el equilibrio a esta temperatura, la presión en el interior del recipiente es de 4560 mm Hg4560\,\text{mm Hg}.
a
Calcula la constante de equilibrio en presiones (KpK_p) a 427 ∘C427\,^{\circ}\text{C}.
b
Calcula la cantidad de NHX4Cl\ce{NH4Cl} (en gramos) que se habrá descompuesto.
c
¿Qué efecto tendrá sobre la concentración de NHX3(g)\ce{NH3(g)} una disminución del volumen del recipiente? Razona la respuesta.
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
A partir de los siguientes elementos químicos de la tabla periódica: flúor (F), neón (Ne) y sodio (Na),
a
Determina la configuración electrónica de los elementos flúor y sodio.
b
Considerando los elementos flúor y neón, ¿cuál tiene la primera energía de ionización más elevada? Justifica la respuesta.
c
Considerando los elementos flúor y sodio, explica de forma razonada cuál formará el catión más estable.
d
Considerando los elementos neón y sodio, ¿cuál tiene el radio atómico más pequeño? Justifica la respuesta.
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Indica de manera razonada si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas:
a
La molécula de tricloruro de nitrógeno (NClX3\ce{NCl3}) es apolar.
b
El etanol (CHX3−CHX2OH\ce{CH3-CH2OH}) tiene un punto de ebullición más elevado que el dimetil éter (CHX3−O−CHX3\ce{CH3-O-CH3}).
c
Según la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (TRPECV), la molécula BeClX2\ce{BeCl2} presenta una geometría lineal.
d
En valor absoluto, la energía reticular del cloruro de sodio (NaCl\ce{NaCl}) es más elevada que la energía reticular del cloruro de potasio (KCl\ce{KCl}).
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
El ácido acético o etanoico (CHX3COOH\ce{CH3COOH}) es el principal componente del vinagre y es el responsable de su sabor y olor característicos. En el laboratorio tenemos una disolución de ácido acético de concentración desconocida con un valor de pH igual a 4,04{,}0.
Datos
  • Ka(CHX3COOH)=1,8⋅10−5K_a(\ce{CH3COOH}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}
a
Calcula la molaridad de la disolución de ácido acético.
b
Se valoran 10 mL10\,\text{mL} de la disolución anterior de ácido acético con una disolución de hidróxido de sodio (NaOH\ce{NaOH}) 10−4 M10^{-4}\,\text{M}.
b.i
Escribe la reacción de neutralización del ácido acético.
b.ii
Indica de manera razonada si el pH de la disolución, en el punto de equivalencia de la valoración, será ácido, básico o neutro.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
El análisis químico del agua oxigenada (HX2OX2\ce{H2O2}) se puede llevar a cabo disolviendo la muestra en ácido sulfúrico (HX2SOX4\ce{H2SO4}) y valorando con permanganato de potasio (KMnOX4\ce{KMnO4}), según la siguiente reacción química ajustada:3 HX2SOX4(aq)+2 KMnOX4(aq)+5 HX2OX2(aq)→2 MnSOX4(aq)+5 OX2(g)+KX2SOX4(aq)+8 HX2O(l)\ce{3H2SO4(aq) + 2KMnO4(aq) + 5H2O2(aq) -> 2MnSO4(aq) + 5O2(g) + K2SO4(aq) + 8H2O(l)}
a
Indica, de manera razonada, cuál es la especie que actúa como oxidante en la reacción anterior. Escribe la semirreacción correspondiente a la especie oxidante.
b
A una muestra de agua oxigenada se le añade un exceso de ácido sulfúrico y se valora con permanganato de potasio 0,2 M0{,}2\,\text{M}, de manera que se consumen 25 mL25\,\text{mL} de esta disolución. Calcula el volumen de oxígeno (OX2\ce{O2}), medido a 0 ∘C0\,^{\circ}\text{C} y 1 atm1\,\text{atm}, que se produce durante la valoración.
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
Indica de manera razonada si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.
a
Para cualquier reacción química, el número inicial de moles de reactivos coincide con el número total de moles de productos que se forman una vez terminada la reacción.
b
Para cualquier reacción química, el número total de moléculas presentes en la mezcla reaccionante aumenta a medida que tiene lugar la reacción.
c
La velocidad de cualquier reacción química aumenta a medida que disminuye la temperatura de reacción.
d
A las mismas condiciones de presión y temperatura, volúmenes iguales de dos sustancias en estado gaseoso contienen el mismo número de moléculas.
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Considera los compuestos orgánicos siguientes: 1) CHX3−CHX2−CHX2−OH\ce{CH3-CH2-CH2-OH} 2) CHX3−CHX2−CHO\ce{CH3-CH2-CHO}
a
Nombra los compuestos 1) y 2).
b
Formula un isómero de posición del compuesto 1).
c
Formula un isómero de función del compuesto 2).
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