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la cuevadel empollón
QuímicaComunidad ValencianaPAU 2023Extraordinaria

Química · Comunidad Valenciana 2023

10 ejercicios

Instrucciones

BAREMO DEL EXAMEN: El examen consta de dos bloques: bloque I de cuatro problemas (se deben contestar únicamente 2) y bloque II de seis cuestiones (se deben contestar únicamente 3). Cada problema o cuestión tiene una puntuación máxima de 2 puntos. Únicamente se corregirán los 2 primeros problemas y las 3 primeras cuestiones respondidos en el examen escrito. Se permite el uso de calculadoras siempre que no sean gráficas o programables y que no puedan realizar cálculo simbólico ni almacenar texto o fórmulas en memoria.

Ejercicio 1 · Bloque I

1Bloque I
2 puntos
Bloque I
El nitrato de amonio, NHX4NOX3\ce{NH4NO3}, es una sal que se utiliza como fertilizante, aunque, bajo ciertas condiciones, se descompone explosivamente según la ecuación química siguiente no ajustada:NHX4NOX3(s)→NX2(g)+OX2(g)+HX2O(l)\ce{NH4NO3(s) -> N2(g) + O2(g) + H2O(l)}Un bidón de 50 L50\,\text{L} contiene 0,5 kg0{,}5\,\text{kg} de una sustancia que tiene un 80 %80\,\% de riqueza en nitrato de amonio. Si se calienta y llegase a explotar totalmente, calcule:
Datos
  • Densidad del agua = 0,975 g⋅mL−10{,}975\,\text{g}\cdot\text{mL}^{-1}
  • Masas atómicas relativas: H=1,0\text{H} = 1{,}0
  • N=14,0\text{N} = 14{,}0
  • O=16,0\text{O} = 16{,}0
  • R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}
a
La presión total que ejercerían los gases liberados si la temperatura del recipiente es de 75∘C75^\circ\text{C}.1,2 pts
b
¿Qué volumen de agua se obtendría?0,8 pts
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Ejercicio 1 · Bloque II

1Bloque II
2 puntos
Bloque II
Responda a las siguientes cuestiones sobre estructura atómica y propiedades periódicas:
Datos
  • Números atómicos, Z:Mg=12Z: \text{Mg} = 12
  • Si=14\text{Si} = 14
  • S=16\text{S} = 16
  • Ca=20\text{Ca} = 20
  • Fe=26\text{Fe} = 26
  • I=55\text{I} = 55
a
Escriba las configuraciones electrónicas de los iones MgX2+\ce{Mg^{2+}}, CaX2+\ce{Ca^{2+}} y FeX2+\ce{Fe^{2+}} e identifique el número de grupo y periodo al que pertenecen los elementos correspondientes.1,2 pts
b
Compare razonadamente el radio atómico del yodo, I\ce{I}, con el radio iónico del yoduro, IX−\ce{I-}.0,4 pts
c
Ordene de menor a mayor la primera energía de ionización de los siguientes elementos: Mg\ce{Mg}, Si\ce{Si} y S\ce{S}. Razone la respuesta.0,4 pts
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Ejercicio 2 · Bloque I

2Bloque I
2 puntos
Bloque I
El dióxido de carbono, COX2\ce{CO2}, reacciona con carbono, C\ce{C}, para dar monóxido de carbono, CO\ce{CO}, de acuerdo con el equilibrio:C(s)+COX2(g)⇌2 CO(g)\ce{C(s) + CO2(g) <=> 2CO(g)}En un reactor de 50 L50\,\text{L} de volumen, mantenido a 700∘C700^\circ\text{C}, en el que se ha hecho previamente el vacío, se introduce COX2\ce{CO2} hasta que la presión en su interior alcanza 0,52 atm0{,}52\,\text{atm} y, posteriormente, se añade un exceso de carbono. Una vez alcanzado el equilibrio la presión en el interior del reactor es de 0,95 atm0{,}95\,\text{atm}.
Datos
  • Masas atómicas relativas: C=12\text{C} = 12
  • O=16\text{O} = 16
  • R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}
a
Calcule las constantes KpK_p y KcK_c del equilibrio plantejado.1 pt
b
Si tras vaciar completamente el reactor, se introduce únicamente CO\ce{CO} hasta alcanzar una presión de 0,5 atm0{,}5\,\text{atm}, calcule la masa (en gramos) de cada uno de los tres componentes de la mezcla una vez se alcance el equilibrio.1 pt
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Ejercicio 2 · Bloque II

2Bloque II
2 puntos
Bloque II
Responda a las siguientes cuestiones sobre estructura molecular y estructuras de Lewis:
Datos
  • Números atómicos, Z:H=1Z: \text{H} = 1
  • C=6\text{C} = 6
  • O=8\text{O} = 8
  • S=16\text{S} = 16
a
Dibuje la estructura electrónica de Lewis de las siguientes especies químicas: disulfuro de carbono CSX2\ce{CS2}, dióxido de azufre SOX2\ce{SO2}, sulfuro de hidrógeno HX2S\ce{H2S} y formaldehído HX2CO\ce{H2CO}.0,8 pts
b
Indique la hibridación de los átomos de C\ce{C} de las moléculas CSX2\ce{CS2} y HX2CO\ce{H2CO}.0,4 pts
c
Deduzca la geometría molecular de CSX2\ce{CS2} y HX2CO\ce{H2CO}.0,4 pts
d
Deduzca cuál de los dos ángulos es mayor: O−S−O\ce{O-S-O} o bien H−S−H\ce{H-S-H} en las moléculas de SOX2\ce{SO2} y HX2S\ce{H2S}, respectivamente.0,4 pts
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Ejercicio 3 · Bloque I

3Bloque I
2 puntos
Bloque I
El ácido glicólico es un ácido monoprótico, HA\ce{HA}, que se utiliza por los dermatólogos para desvanecer arrugas y disminuir el acné debido a su carácter irritante. El efecto que produce en la piel depende de la concentración utilizada; de hecho, sólo los dermatólogos pueden utilizar disoluciones con pH por debajo de 3.
a
Si la constante de acidez, KaK_a, del ácido glicólico es de 1,48⋅10−41{,}48 \cdot 10^{-4}, calcule la concentración de ácido que tendrá que utilizar un dermatólogo para que el pH de la disolución que va a utilizar en un tratamiento sea de 2.1 pt
b
Si el dermatólogo toma 20 mL20\,\text{mL} de la disolución anterior y añade agua hasta un volumen total de 70 mL70\,\text{mL}, ¿qué pH tendrá ahora la nueva disolución de ácido glicólico?1 pt
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Ejercicio 3 · Bloque II

3Bloque II
2 puntos
Bloque II
El amoníaco, NHX3\ce{NH3}, se obtiene industrialmente partir de dihidrógeno, HX2\ce{H2}, y dinitrógeno, NX2\ce{N2}, de acuerdo con el equilibrio:NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)ΔH=−92,6 kJ\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)} \quad \Delta H = -92{,}6\,\text{kJ}Discuta razonadamente cómo afectará cada uno de los cambios introducidos a la cantidad de NHX3\ce{NH3} presente en el reactor una vez se restablezca el equilibrio:
a
Adicionar HX2\ce{H2} al sistema en equilibrio, manteniendo constantes la temperatura y el volumen.0,5 pts
b
Reducir el volumen del reactor a la meitat, manteniendo constante la temperatura.0,5 pts
c
Añadir al reactor un número de moles de HX2\ce{H2}, NX2\ce{N2} y NHX3\ce{NH3} tal que se dupliquen las concentraciones que había en el equilibrio, manteniendo constantes la temperatura y el volumen.0,5 pts
d
Aumentar la temperatura del reactor.0,5 pts
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Ejercicio 4 · Bloque I

4Bloque I
2 puntos
Bloque I
En el departamento de calidad de una industria se desea determinar el porcentaje de hierro en un alambre. Para ello, se disuelve, en medio ácido, un trozo de alambre que pesa 3,125 g3{,}125\,\text{g}, obteniéndose finalmente 500,0 mL500{,}0\,\text{mL} de una disolución de FeX2+\ce{Fe^{2+}}(ac). Se tratan 50,0 mL50{,}0\,\text{mL} de esta disolución con una disolución de dicromato de potasio 0,02 M0{,}02\,\text{M}, necesitando 32,0 mL32{,}0\,\text{mL} para la reacción completa del FeX2+\ce{Fe^{2+}}(ac), de acuerdo con la ecuación química siguiente no ajustada:CrX2OX7X2−(ac)+FeX2+(ac)+HX+(ac)→CrX3+(ac)+FeX3+(ac)+HX2O(l)\ce{Cr2O7^{2-}(ac) + Fe^{2+}(ac) + H+(ac) -> Cr^{3+}(ac) + Fe^{3+}(ac) + H2O(l)}
Datos
  • Masa atómica relativa: Fe=55,85\text{Fe} = 55{,}85
a
Identifique justificadamente el agente oxidante y el reductor. Ajuste la ecuación química.1 pt
b
Calcule el porcentaje de hierro en el alambre.1 pt
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Ejercicio 4 · Bloque II

4Bloque II
2 puntos
Bloque II
Teniendo en cuenta los potenciales estándar de reducción, responda razonadamente si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos:
Datos
  • E0(AlX3+/Al)=−1,68 VE^0(\ce{Al^{3+}/Al}) = -1{,}68\,\text{V}
  • E0(CrX3+/Cr)=−0,74 VE^0(\ce{Cr^{3+}/Cr}) = -0{,}74\,\text{V}
  • E0(FeX2+/Fe)=−0,44 VE^0(\ce{Fe^{2+}/Fe}) = -0{,}44\,\text{V}
  • E0(SnX2+/Sn)=−0,14 VE^0(\ce{Sn^{2+}/Sn}) = -0{,}14\,\text{V}
  • E0(HX+/HX2)=0 VE^0(\ce{H+/H2}) = 0\,\text{V}
  • E0(CuX2+/Cu)=+0,34 VE^0(\ce{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\,\text{V}
a
Una barra de estaño es estable cuando se introduce en una disolución acuosa de CuSOX4\ce{CuSO4} 1 M1\,\text{M}.0,5 pts
b
Al sumergir una barra de hierro en una disolución acuosa de CrClX3\ce{CrCl3} 1 M1\,\text{M}, se recubre con cromo.0,5 pts
c
El aluminio se disuelve en una disolución acuosa de HCl\ce{HCl} 1 M1\,\text{M}.0,5 pts
d
Las disoluciones acuosas de SnClX2\ce{SnCl2} 1 M1\,\text{M} se pueden guardar en recipientes de aluminio.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Bloque II
La ley de velocidad para la reacción A(g)+B(g)→C(g)+D(g)\ce{A(g)} + \ce{B(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{C(g)} + \ce{D(g)} es v=k⋅[A]2v = k \cdot [\ce{A}]^2. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a
El reactivo A\ce{A} se consume más deprisa que el B\ce{B}.0,5 pts
b
La velocidad de la reacción aumentará el doble al disminuir el volumen a la mitad.0,5 pts
c
Las unidades de la constante de velocidad son (tiempo)−1(\text{tiempo})^{-1}.0,5 pts
d
Al aumentar la temperatura aumenta la velocidad de reacción.0,5 pts
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Ejercicio 6

6
2 puntos
Bloque II
Complete las siguientes reacciones, nombre los compuestos orgánicos en ellas involucrados e indique el tipo de reacción de que se trata en cada caso:
Esquema de las reacciones orgánicas a completar con flechas de reacción y reactivos.
Detalle de las flechas de reacción con catalizadores H2SO4/calor y H+.
a
CHX3−CHX2−CHX2OH→HX2SOX4,calor?\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2OH} \mathrel{\ce{->[H2SO4, calor]}} \ce{?}0,5 pts
b
CHX3−CH=CH−CHX3+HBr→?\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH}{=}\allowbreak\ce{CH}{-}\allowbreak\ce{CH3} + \ce{HBr} \mathrel{\ce{->}} \ce{?}0,5 pts
c
CHX3−COOH+CHX3−CHX2−CHX2−CHX2OH→HX+?\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{COOH} + \ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2OH} \mathrel{\ce{->[H+]}} \ce{?}0,5 pts
d
HC≡CH+OX2→?\ce{HC#CH + O2 -> ?}0,5 pts
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