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la cuevadel empollón
QuímicaComunidad ValencianaPAU 2022Ordinaria

Química · Comunidad Valenciana 2022

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
En la fabricación del ácido sulfúrico, una de las etapas consiste en transformar el SOX2\ce{SO2} en SOX3\ce{SO3} en virtud de la siguiente ecuación química:2 SOX2(g)+OX2(g)→2 SOX3(g)\ce{2SO2(g) + O2(g) -> 2SO3(g)}Un reactor de 150150 litros contiene aire (20 %20\,\% vol. OX2\ce{O2} y 80 %80\,\% vol. NX2\ce{N2}) a una presión total de 2 atm2\,\text{atm} y temperatura de 125 ∘C125\,^{\circ}\text{C}. En dicho reactor se introducen 22 moles de SOX2\ce{SO2}. La reacción, a esta temperatura, tiene un rendimiento del 75 %75\,\%.
Datos
  • Masas atómicas relativas: O=16,0\ce{O} = 16{,}0
  • S=32,1\ce{S} = 32{,}1
  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}
a
Calcule cuántos moles de SOX2\ce{SO2} y OX2\ce{O2} han sobrado, así como la masa (en gramos) de SOX3\ce{SO3} obtenido.1,2 pts
b
Calcule la presión parcial de cada uno de los gases de la mezcla final (NX2\ce{N2}, OX2\ce{O2}, SOX2\ce{SO2} y SOX3\ce{SO3}) a la temperatura indicada, así como la presión total en el interior del reactor.0,8 pts
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Ejercicio 1 · Bloque II

1Bloque II
2 puntos
Bloque II
Considere los elementos A, B, C y D, cuyos números atómicos son 1616, 1717, 1818 y 1919, respectivamente. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:
a
Escriba la configuración electrónica en estado fundamental de cada uno de los elementos propuestos, e indique a qué grupo y periodo de la tabla periódica pertenece cada uno.0,5 pts
b
Ordene los elementos por orden creciente de su primera energía de ionización.0,5 pts
c
Indique el ion más estable que podría formarse a partir de cada uno de los cuatro elementos propuestos y escriba su configuración electrónica.0,5 pts
d
Deduzca la fórmula molecular del compuesto que se formaría entre los elementos A y B aplicando la regla del octeto y discuta el tipo de enlace que les une.0,5 pts
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Ejercicio 2 · Bloque I

2Bloque I
2 puntos
Bloque I
Un reactor de 1010 litros a 1000 ∘C1000\,^{\circ}\text{C} contiene una mezcla en equilibrio formada por 6,3 mol6{,}3\,\text{mol} de COX2\ce{CO2}, 2,1 mol2{,}1\,\text{mol} de HX2\ce{H2}, 8,4 mol8{,}4\,\text{mol} de CO\ce{CO} y un número indeterminado de moles de HX2O\ce{H2O}. La presión total del reactor es 209 atm209\,\text{atm}.
Datos
  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}
a
Calcule KcK_c y KpK_p para el equilibrio COX2(g)+HX2(g)⇌CO(g)+HX2O(g)\ce{CO2(g)} + \ce{H2(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{CO(g)} + \ce{H2O(g)} a 1000 ∘C1000\,^{\circ}\text{C}.1 pt
b
Si se extraen del reactor los gases CO\ce{CO} y HX2O\ce{H2O} en su totalidad, calcule la cantidad (en moles) de las cuatro sustancias una vez se haya alcanzado el nuevo 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:
Datos
  • Números atómicos, ZZ: C=6\ce{C} = 6
  • O=8\ce{O} = 8
  • F=9\ce{F} = 9
  • Electronegatividades (Pauling): C=2,55\ce{C} = 2{,}55
  • O=3,44\ce{O} = 3{,}44
  • F=3,98\ce{F} = 3{,}98
a
Dibuje las estructuras electrónicas de Lewis para las moléculas CFX4\ce{CF4}, FX2CO\ce{F2CO} y COX2\ce{CO2}.0,6 pts
b
Indique razonadamente la geometría de las tres moléculas del apartado anterior y ordene de menor a mayor los ángulos de las moléculas (F−C−F\ce{F-C-F} del CFX4\ce{CF4}, F−C−F\ce{F-C-F} del FX2CO\ce{F2CO} y O−C−O\ce{O-C-O} del COX2\ce{CO2}).0,8 pts
c
Razone qué molécula/s del apartado (a) es/son polares.0,6 pts
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Ejercicio 3 · Bloque I

3Bloque I
2 puntos
Bloque I
Se dispone de una disolución A de ácido clorhídrico comercial de densidad 1,19 kg⋅L−11{,}19\,\text{kg} \cdot \text{L}^{-1} y riqueza 38 %38\,\% en masa. Para preparar una segunda disolución B, se toman 10,0 mL10{,}0\,\text{mL} de la disolución A, diluyéndose con agua destilada hasta un volumen final de 15,015{,}0 litros.
Datos
  • Masas atómicas relativas: H=1,0\ce{H} = 1{,}0
  • Cl=35,5\ce{Cl} = 35{,}5
  • Kw=10−14K_w = 10^{-14}
a
Calcule la concentración (en mol⋅L−1\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}) del ácido clorhídrico comercial (disolución A).0,7 pts
b
Calcule la concentración (en mol⋅L−1\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}) de la disolución B y su pH.0,6 pts
c
A 50,0 mL50{,}0\,\text{mL} de la disolución B, se añaden 25,0 mL25{,}0\,\text{mL} de una disolución 0,01 mol⋅L−10{,}01\,\text{mol} \cdot \text{L}^{-1} de Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2}. Calcule el pH de la disolución final. Considere que los volúmenes son aditivos.0,7 pts
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Ejercicio 3 · Bloque II

3Bloque II
2 puntos
Bloque II
Para el siguiente sistema en equilibrio en fase gaseosa: 2 NOCl(g)⇌2 NO(g)+ClX2(g)\ce{2NOCl(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{2NO(g)} + \ce{Cl2(g)}, responda razonadamente a las siguientes cuestiones:
a
Si se extrae del reactor parte del ClX2(g)\ce{Cl2(g)}, ¿la relación [NOCl]/[NO][\ce{NOCl}]/[\ce{NO}] aumenta, disminuye o permanece constante?0,5 pts
b
Se observa que al aumentar la temperatura se forma más NOCl\ce{NOCl}. ¿La reacción es exotérmica o endotérmica?0,5 pts
c
Si se desea aumentar la cantidad de NOCl\ce{NOCl}, manteniendo constante la temperatura, ¿se ha de aumentar o disminuir el volumen del reactor?0,5 pts
d
En un reactor a volumen y temperatura constantes se introducen inicialmente NOCl\ce{NOCl} y ClX2\ce{Cl2}. Razone si la presión total en el equilibrio será mayor, menor o igual que la inicial.0,5 pts
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Ejercicio 4 · Bloque I

4Bloque I
2 puntos
Bloque I
A escala laboratorio, se pueden obtener pequeñas cantidades de cloro gaseoso mediante la reacción (no ajustada):KX2CrX2OX7(ac)+HCl(ac)→CrClX3(ac)+ClX2(g)+KCl(ac)+HX2O(l)\ce{K2Cr2O7(ac) + HCl(ac) -> CrCl3(ac) + Cl2(g) + KCl(ac) + H2O(l)}
Datos
  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}
a
Escriba la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la ecuación química global ajustada.1 pt
b
Si se hace reaccionar 125 mL125\, \text{mL} de HCl\ce{HCl} 1 M1\,\text{M} con un exceso de KX2CrX2OX7\ce{K2Cr2O7}, ¿cuántos litros de ClX2\ce{Cl2} se obtendrán, medidos a 1 atm1\,\text{atm} de presión y 20 ∘C20\,^{\circ}\text{C}?1 pt
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Ejercicio 4 · Bloque II

4Bloque II
2 puntos
Bloque II
Responda a las siguientes cuestiones sobre química ácido-base:
Datos
  • Ka(HIOX3)=1,7⋅10−1K_a(\ce{HIO3}) = 1{,}7 \cdot 10^{-1}
  • Ka(HNOX2)=4,5⋅10−4K_a(\ce{HNO2}) = 4{,}5 \cdot 10^{-4}
  • Ka(HClO)=3⋅10−8K_a(\ce{HClO}) = 3 \cdot 10^{-8}
  • Kw=10−14K_w = 10^{-14}
a
Se dispone de tres disoluciones: una de HIOX3\ce{HIO3}, otra de HClO\ce{HClO} y una tercera de HNOX2\ce{HNO2}, las tres a la misma concentración molar inicial del ácido. Razone cuál de estas disoluciones tendrá un mayor valor del pH.0,5 pts
b
Ordene justificadamente, de menor a mayor basicidad, las bases conjugadas de los tres ácidos anteriores.0,5 pts
c
Razone si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: “El pH de una disolución de HNOX2\ce{HNO2} 0,1 M0{,}1\,\text{M} es igual al de una disolución de HCl\ce{HCl} de igual concentración”.0,5 pts
d
Razone si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: “Si a 20,0 mL20{,}0\,\text{mL} de una disolución de HClO\ce{HClO} 0,2 M0{,}2\,\text{M} se les añaden 40,0 mL40{,}0\,\text{mL} de una disolución de NaOH\ce{NaOH} 0,1 M0{,}1\,\text{M}, la mezcla final tendrá un pH neutro”.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Bloque II
Responda a las siguientes cuestiones sobre reactividad y formulación orgánica:
a
Nombre los siguientes compuestos y razone cuál de ellos puede dar lugar a una cetona por oxidación.0,8 pts
a.1
CHX3−CHX2−CHO\ce{CH3-CH2-CHO}
a.2
CHX3−CHX2−O−CHX3\ce{CH3-CH2-O-CH3}
a.3
CHX3−CH(OH)−CHX2−CHX3\ce{CH3-CH(OH)-CH2-CH3}
b
Complete las siguientes reacciones químicas y nombre todos los compuestos orgánicos que se obtienen como productos en las mismas:1,2 pts
Flechas de reacción para los apartados b1, b2 y b3 con sus respectivos reactivos y condiciones (H+ y H2SO4 con calor).
b.1
CHX3−CHX2Cl+NHX3→\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2Cl} + \ce{NH3} \mathrel{\ce{->}}
b.2
HCOOH+CHX3−CHX2−CHX2OH→HX+\ce{HCOOH} + \ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2OH} \mathrel{\ce{->[H+]}}
b.3
CHX3−CH(OH)−CHX3→HX2SOX4,calor\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH(OH)}{-}\allowbreak\ce{CH3} \mathrel{\ce{->[H2SO4, calor]}}
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Ejercicio 6

6
2 puntos
Bloque II
Considere la reacción: 3 A(g)+2 B(g)→2 C(g)\ce{3A(g)} + \ce{2B(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{2C(g)}. Se ha observado que, al duplicar la concentración de A, la velocidad de la reacción aumenta cuatro veces mientras que, al disminuir la concentración de B a la mitad, la velocidad disminuye en esa misma proporción.
a
Obtenga razonadamente la ley de velocidad de la reacción.0,5 pts
b
Cuando las concentraciones iniciales de A y B fueron 0,1 M0{,}1\,\text{M} y 0,05 M0{,}05\,\text{M}, respectivamente, la velocidad inicial de la reacción resultó ser 2,82⋅10−4 M⋅s−12{,}82 \cdot 10^{-4}\,\text{M} \cdot \text{s}^{-1}. Calcule el valor de la constante de velocidad.0,5 pts
c
En las condiciones del apartado b), calcule la velocidad de desaparición de A y la velocidad de aparición de C.0,5 pts
d
Justifique por qué la velocidad de la reacción aumenta con la temperatura.0,5 pts
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