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la cuevadel empollón
QuímicaAsturiasPAU 2013ExtraordinariaVariante 2

Química · Asturias 2013

10 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2,5 puntos
Dispone de los pares redox (CrX2OX7X2− / CrX3+)(\ce{Cr2O7^{2-} / Cr^{3+}}) y (AgX+ / Ag)(\ce{Ag+ / Ag}), cuyos potenciales estándar de reducción en medio ácido son, respectivamente, +1,33+1{,}33 y +0,80 V+0{,}80\,\text{V}. Con ellos construye una pila voltaica:
i
Escriba las ecuaciones químicas ajustadas para las semirreacciones de reducción, de oxidación y para la reacción global que tiene lugar en la pila voltaica.1,25 pts
ii
Indique la semirreacción que ocurre en el ánodo y la que ocurre en el cátodo, así como el sentido en el que fluyen los electrones en la pila. Calcule el potencial estándar de la pila.1,25 pts
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2,5 puntos
Datos
  • Ka(CHX3COOH)=1,8⋅10−5K_a(\ce{CH3COOH}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}
i
Calcule la molaridad inicial de una disolución acuosa de ácido acético, CHX3COOH\ce{CH3COOH}, cuyo pH es 2,52{,}5.1,5 pts
ii
Calcule el volumen de disolución acuosa 1,5 M1{,}5\,\text{M} de NaOH\ce{NaOH} que se necesita para neutralizar, exactamente, 250 mL250\,\text{mL} de la disolución acuosa de ácido acético del apartado anterior.1 pt
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2,5 puntos
En el proceso metalúrgico de obtención de hierro en el alto horno, se produce la reacción de FeX2OX3(s)\ce{Fe2O3(s)} con CO(g)\ce{CO(g)} para formar FeX3OX4(s)\ce{Fe3O4(s)} y COX2(g)\ce{CO2(g)}.
Datos
  • ΔHf∘[FeX2OX3(s)]=−824,2 kJ/mol\Delta H_f^\circ [\ce{Fe2O3(s)}] = -824{,}2\,\text{kJ/mol}
  • ΔHf∘[FeX3OX4(s)]=−1118 kJ/mol\Delta H_f^\circ [\ce{Fe3O4(s)}] = -1118\,\text{kJ/mol}
  • ΔHf∘[CO(g)]=−110,5 kJ/mol\Delta H_f^\circ [\ce{CO(g)}] = -110{,}5\,\text{kJ/mol}
  • ΔHf∘[COX2(g)]=−393,5 kJ/mol\Delta H_f^\circ [\ce{CO2(g)}] = -393{,}5\,\text{kJ/mol}
  • Masas atómicas: Fe=55,85 u\text{Fe} = 55{,}85\,\text{u}
  • O=16 u\text{O} = 16\,\text{u}
i
Calcule la entalpía estándar de la reacción. Indique si es un proceso endotérmico o exotérmico.1,5 pts
ii
Calcule la cantidad de energía involucrada en la formación de 500 kg500\,\text{kg} de FeX3OX4(s)\ce{Fe3O4(s)} y los moles de COX2(g)\ce{CO2(g)} que se forman.1 pt
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2,5 puntos
La reacción: HX2(g)+IX2(g)⇌2 HI(g)\ce{H2(g)} + \ce{I2(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{2HI(g)} tiene una Kc=50,2K_c = 50{,}2 a 445∘C445^\circ\text{C}. En un recipiente de 3,5 L3{,}5\,\text{L}, en el que previamente se ha realizado el vacío, se introducen 0,30 g0{,}30\,\text{g} de HX2(g)\ce{H2(g)}, 38,07 g38{,}07\,\text{g} de IX2(g)\ce{I2(g)} y 19,18 g19{,}18\,\text{g} de HI(g)\ce{HI(g)} a 445∘C445^\circ\text{C}. Calcule las concentraciones de HX2(g)\ce{H2(g)}, IX2(g)\ce{I2(g)} y HI(g)\ce{HI(g)} en el equilibrio.
Datos
  • Masas atómicas: H=1 u\text{H} = 1\,\text{u}
  • I=126,9 u\text{I} = 126{,}9\,\text{u}
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1 punto
En un tubo de ensayo se vierten 5 mL5\,\text{mL} de disolución acuosa de cloruro de bario (BaClX2)(\ce{BaCl2}) y, a continuación, gotas de disolución acuosa de carbonato de sodio (NaX2COX3)(\ce{Na2CO3}) hasta la formación de un precipitado claramente visible. Escriba la fórmula química del compuesto que precipita. Una vez formado el precipitado, se añade gota a gota una disolución acuosa de ácido clorhídrico (HCl). Indique y explique el cambio que se observa en el tubo de ensayo.
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1 punto
En un tubo de ensayo se colocan unos cristales de KMnOX4(s)\ce{KMnO4(s)} y se añaden 5 mL5\,\text{mL} de un disolvente orgánico no polar. Indique e justifique la observación realizada. A continuación se añaden en el mismo tubo 5 mL5\,\text{mL} de agua, se agita la mezcla y se deja reposar hasta que se separen dos fases. Indique e justifique la coloración que presenta cada una de las fases.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
a
Escriba las configuraciones electrónicas de los siguientes átomos e iones: X(Z=35)\text{X} (Z = 35), X−\text{X}^-, Y(Z=38)\text{Y} (Z = 38), Y2+\text{Y}^{2+}. Indique el grupo y período de la tabla periódica a los que pertenece cada uno de los elementos.1 pt
b
Las moléculas de NHX3\ce{NH3} y BFX3\ce{BF3} presentan las geometrías de pirámide trigonal y triangular plana, respectivamente. Indique, de forma razonada, cuál de los dos compuestos será más soluble en agua.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
a
Indique el valor, o valores, posibles para cada uno de los números cuánticos que faltan. Justifique la respuesta. i. n=3,l=?,ml=2n = 3, l = ?, m_l = 2 ii. n=?,l=2,ml=1n = ?, l = 2, m_l = 1 iii. n=4,l=2,ml=?n = 4, l = 2, m_l = ? iv. n=?,l=0,ml=?n = ?, l = 0, m_l = ?1 pt
b
Para la reacción PClX3(g)+ClX2(g)→PClX5(g)\ce{PCl3(g)} + \ce{Cl2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{PCl5(g)} ΔHRo=−87,9 kJ/mol\Delta H^o_R = -87{,}9\,\text{kJ/mol}. Indique, de forma razonada, las condiciones de temperatura (alta o baja) en las que es posible realizar la reacción.1 pt
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
a
Indique, de forma razonada, el carácter ácido, básico o neutro de una disolución acuosa de NHX4Cl\ce{NH4Cl}.1 pt
Datos
  • Kb(NHX3)=1,8⋅10−5K_b(\ce{NH3}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}
b
Escriba las fórmulas semidesarrolladas y nombre los isómeros geométricos del compuesto 2,3-dicloro-2-buteno.1 pt
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
a
Indique si el CrX3+(ac)\ce{Cr^{3+}(ac)} reducirá al MnOX4X−(ac)\ce{MnO4^-(ac)} a MnX2+(ac)\ce{Mn^{2+}(ac)}, con formación de CrX2OX7X2−(ac)\ce{Cr2O7^{2-}(ac)} en medio ácido. Justifique la respuesta. Suponga que los reactivos y los productos se encuentran en condiciones estándar.1 pt
Datos
  • E∘(CrX2OX7X2− / CrX3+)=+1,33 VE^\circ(\ce{Cr2O7^{2-} / Cr^{3+}}) = +1{,}33\,\text{V}
  • E∘(MnOX4X− / MnX2+)=+1,51 VE^\circ(\ce{MnO4^- / Mn^{2+}}) = +1{,}51\,\text{V}
b
Escriba las fórmulas semidesarrolladas de los siguientes compuestos: i. 1-butino ii. trans-2-buteno iii. 3-pentanona iv. 1,1-difluoro-2,2-dicloropropano1 pt
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