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la cuevadel empollón
QuímicaCataluñaPAU 2012Ordinaria

Química · Cataluña 2012

7 ejercicios

Ejercicio 1

1
2 puntos
Una de las aplicaciones del cloroetano durante el siglo XX ha sido la producción de un antidetonante para la gasolina. El cloroetano se hidroliza en una solución caliente de hidróxido de sodio, según la ecuación siguiente: CHX3CHX2Cl+OHXCHX3CHX2OH+ClX\ce{CH3CH2Cl + OH- -> CH3CH2OH + Cl-} Estudiamos la variación de la velocidad inicial de esta reacción para diferentes concentraciones iniciales de los reactivos, a una temperatura determinada. Los resultados se pueden observar en la tabla siguiente:
Concentración inicial de cloroetano (mol dm⁻³)Concentración inicial de ion hidróxido (mol dm⁻³)Velocidad inicial de la reacción (mol dm⁻³ s⁻¹)
0,0100,0208,60×1088{,}60 \times 10^{-8}
0,0200,0201,72×1071{,}72 \times 10^{-7}
0,0200,0605,16×1075{,}16 \times 10^{-7}
a)1 pts
Determine el orden de reacción respecto a cada reactivo y el orden total de la reacción. Explique razonadamente las respuestas.
b)1 pts
Calcule la constante de velocidad de la reacción.

Ejercicio 2

2
2 puntos
En dermatología, el tratamiento de verrugas se lleva a cabo habitualmente de dos maneras diferentes: mediante la criocirugía o congelación de tejidos, o mediante la aplicación de una sustancia corrosiva (procedimiento químico). En este último caso, el principio activo del medicamento empleado es el ácido cloroetanoico (ClCHX2COOH\ce{ClCH2COOH}). Este medicamento, que se aplica dos o tres veces al día sobre la verruga, contiene 5,0×1035{,}0 \times 10^{-3} mol de ácido cloroetanoico por cada 100 mL de solución acuosa. Hemos medido el pH de esta solución, a 25C25^\circ\text{C}, y hemos obtenido un valor de 2,112{,}11.
a)1 pts
Escriba la reacción del ácido cloroetanoico en agua y explique razonadamente por qué es un ácido, según el modelo de Brönsted-Lowry. Indique cuáles de las especies que intervienen en la reacción, tanto reactivos como productos, actúan de ácido y cuáles de base.
b)1 pts
Calcule la constante de acidez del ácido cloroetanoico, a 25C25^\circ\text{C}.

Ejercicio 3

3
2 puntos
El proceso de solidificación del agua, a 25C25^\circ\text{C}, presenta los valores siguientes: HX2O(l)HX2O(s)ΔH=6,0kJ mol1yΔS=22,0J K1mol1\ce{H2O(l) <=> H2O(s)} \quad \Delta H^\circ = -6{,}0\,\text{kJ mol}^{-1} \quad \text{y} \quad \Delta S^\circ = -22{,}0\,\text{J K}^{-1}\text{mol}^{-1} Suponga que los valores de las variaciones de entalpía y entropía del proceso de solidificación del agua no se modifican con la temperatura, y responda a las cuestiones siguientes:
a)1 pts
Explique razonadamente por qué el agua, en condiciones estándar, no se solidifica a 25C25^\circ\text{C}, y sí que lo hace a 10C-10^\circ\text{C}.
b)1 pts
Calcule la temperatura, expresada en grados Celsius, por debajo de la cual el agua se solidifica en condiciones estándar.

Ejercicio 4

4
2 puntos
El dióxido de carbono, COX2\ce{CO2}, es uno de los gases de efecto invernadero más conocidos, ya que absorbe parte de la radiación infrarroja emitida por la superficie de la Tierra. El espectro infrarrojo (IR) del dióxido de carbono muestra que este gas absorbe intensamente la radiación electromagnética de 4,237μm4{,}237\,\mu\text{m} de longitud de onda.
Espectro IR del dióxido de carbono mostrando la transmitancia frente a la longitud de onda en micrómetros.
Espectro IR del dióxido de carbono mostrando la transmitancia frente a la longitud de onda en micrómetros.
a)1 pts
Calcule la frecuencia y la energía de esta radiación absorbida por el dióxido de carbono.
b)1 pts
Explique brevemente qué produce la radiación electromagnética infrarroja en una molécula de dióxido de carbono. ¿Por qué las moléculas de este gas absorben solo ciertas longitudes de onda de radiación infrarroja?

Ejercicio 5

5
2 puntos
Desarrollamos una sustancia nueva en el laboratorio y comprobamos, experimentalmente, que tiene un punto de fusión a 83,7C83{,}7^\circ\text{C} y un punto de ebullición a 177C177^\circ\text{C}, a la presión de 1 atm. Mediante experimentos nuevos, encontramos que tiene el punto triple a 0,25 atm y a 38,6C38{,}6^\circ\text{C}, y que se sublima a 0,10 atm y a 5C5^\circ\text{C}.
a)1 pts
Dibuje el diagrama de fases aproximado de esta sustancia e indique en él los puntos de los cuales se conocen datos experimentales.
b)1 pts
Explique qué se entiende por punto triple y por punto crítico de una sustancia.

Ejercicio 6

6
2 puntos
En el laboratorio disponemos de las sustancias siguientes:
MetalesSn(s)Cu(s)Ni(s)
SolucionesKNO₃(aq) 3MCuSO₄(aq) 1MNiSO₄(aq) 1M
a)1 pts
¿Qué reacción haría en el laboratorio para conseguir tener una solución acuosa que contuviera iones SnX2+\ce{Sn^{2+}}? Justifique la respuesta.
b)1 pts
Empleando solo las sustancias de la tabla anterior, explique el procedimiento experimental para construir en el laboratorio una pila en condiciones estándar y a 25C25^\circ\text{C}, indicando el material necesario. Diga el nombre y la polaridad de cada electrodo.

Ejercicio 7

7
2 puntos
El combustible más utilizado en nuestro país por los automóviles es la gasolina, que está constituida fundamentalmente por octano, CX8HX18\ce{C8H18}. Actualmente se trabaja mucho en una línea de combustibles —denominados biocombustibles— que se obtienen de la materia orgánica originada en un proceso biológico. El bioetanol es un tipo de biocombustible que fundamentalmente contiene etanol, CHX3CHX2OH\ce{CH3CH2OH}, y que se obtiene de la fermentación de los carbohidratos presentes en la caña de azúcar o el maíz.
SustanciaEntalpía estándar de formación, ΔH\Delta H^\circ, a 298 K (kJ mol⁻¹)Entalpía estándar de combustión, ΔH\Delta H^\circ_{\text{comb}}, a 298 K (kJ mol⁻¹)
COX2(g)\ce{CO2(g)}-393,5
HX2O(l)\ce{H2O(l)}-285,8
CX8HX18(l)\ce{C8H18(l)}-5445,3
CHX3CHX2OH(l)\ce{CH3CH2OH(l)}-1369,0
a)1 pts
Escriba la ecuación de la reacción de combustión del etanol. Calcule la entalpía estándar de formación del etanol a 298 K.
b)1 pts
Si la gasolina se vende a 1,30 €/L, ¿cuál deberá ser el precio del etanol, expresado en €/L, para obtener la misma cantidad de energía por euro?