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la cuevadel empollón
QuímicaCastilla y LeónPAU 2023Ordinaria

Química · Castilla y León 2023

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • Los valores de las constantes de equilibrio que aparecen en los problemas debe entenderse que hacen referencia a presiones expresadas en atmósferas y concentraciones expresadas en mol⋅L−1\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}
  • El alumno deberá utilizar los valores de los números atómicos, masas atómicas y constantes universales que se le suministran con el examen
  • e=1,602⋅10−19 Ce = 1{,}602 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • NA=6,022⋅1023 mol−1N_A = 6{,}022 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}
  • u=1,661⋅10−27 kgu = 1{,}661 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • F=96490 CF = 96490\,\text{C}
  • R=8,314 J⋅mol−1⋅K−1=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 8{,}314\,\text{J} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1} = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}
El examen incluye tabla periódica como anexo. Solo se corregirán los ejercicios claramente elegidos, en el orden que aparezcan resueltos, que no excedan de los permitidos y que no aparezcan totalmente tachados. En todo caso, se adaptará a lo dispuesto por la COEBAU. El alumno deberá contestar a 5 de las 10 preguntas, con sus problemas y cuestiones en cada caso. La calificación máxima (entre paréntesis al final de cada pregunta) la alcanzarán aquellos ejercicios que, además de bien resueltos, estén bien explicados y argumentados, cuidando la sintaxis y la ortografía y utilizando correctamente el lenguaje científico, las relaciones entre las cantidades físicas, símbolos, unidades, etc.

Ejercicio 1

1
2 puntos
Para las moléculas siguientes: i) COX2\ce{CO2} ii) SOX2\ce{SO2} iii) NHX3\ce{NH3} iv) BFX3\ce{BF3}
a
Represente las estructuras de Lewis e indique la geometría molecular según el modelo de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia. Justifique la respuesta.1,6 pts
b
Justifique la polaridad de las moléculas.0,4 pts
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Ejercicio 2

2
2 puntos
El permanganato potásico, KMnOX4\ce{KMnO4}, reacciona con el sulfito de sodio, NaX2SOX3\ce{Na2SO3}, en medio ácido, HX2SOX4\ce{H2SO4}, produciendo sulfato de manganeso (II), MnSOX4\ce{MnSO4}, sulfato de potasio, KX2SOX4\ce{K2SO4}, y sulfato de sodio NaX2SOX4\ce{Na2SO4}.
a
Ajuste la reacción iónica que se produce mediante el método del ion-electrón y escriba la ecuación molecular ajustada, justificando cuál es la especie reductora y oxidante.1 pt
b
Calcule la masa de permanganato potásico necesaria para obtener 125 g125\,\text{g} de sulfato de manganeso (II) si el rendimiento de la operación es del 70 %70\,\%.1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
El monóxido de nitrógeno (NO) es un contaminante atmosférico capaz de descomponer las moléculas de ozono (OX3\ce{O3}) en la atmósfera alta. En nuestro entorno, se genera, por ejemplo, a través del funcionamiento de los motores de combustión de los automóviles dado que se produce la reacción entre el oxígeno y el nitrógeno atmosférico. La constante de equilibrio KcK_c para la reacción NX2(g)+OX2(g)⇌2 NO(g)\ce{N2(g)} + \ce{O2(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{2NO(g)} es 8,8⋅10−48{,}8 \cdot 10^{-4} a 2200 K2200\,\text{K}. Si 2 moles2\,\text{moles} de NX2(g)\ce{N2(g)} y 1 mol1\,\text{mol} de OX2(g)\ce{O2(g)} se introducen en un recipiente de 2,00 litros2{,}00\,\text{litros} y se calienta a 2200 K2200\,\text{K}:
a
Calcule los moles de cada una de las especies en el equilibrio.1,2 pts
b
Identifique si la reacción es exotérmica o endotérmica sabiendo que la constante de equilibrio KcK_c es 8,8⋅10−48{,}8 \cdot 10^{-4} a 2200 K2200\,\text{K} y es 10−3010^{-30} a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}.0,8 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Se dispone de 70 mL70\,\text{mL} de una disolución acuosa de KOH\ce{KOH} 0,30 M0{,}30\,\text{M} a la que se añade una disolución acuosa de HCl\ce{HCl} 0,15 M0{,}15\,\text{M}. Calcule, suponiendo volúmenes aditivos:
a
El pH cuando se han añadido 50 mL50\,\text{mL} de la disolución acuosa de HCl\ce{HCl}.1 pt
b
El volumen de la disolución acuosa de HCl\ce{HCl} que es necesario añadir a la disolución inicial de KOH\ce{KOH} para neutralizarla y justifique el valor final del pH.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Conteste razonadamente las siguientes cuestiones:
a
Escriba la fórmula semidesarrollada de las sustancias propuestas a continuación, y comente si tienen la fórmula molecular CX4HX8OX2\ce{C4H8O2}. i) Ácido butanoico. ii) Butanodial. iii) Propanoato de metilo. iv) Ácido metilpropanoico.0,8 pts
b
Defina isomería y justifique cuáles de los compuestos escritos son isómeros entre sí y de qué tipo.1,2 pts
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Ejercicio 6

6
2 puntos
Dados los elementos A, B y C, con números atómicos: A:Z=13A: Z = 13; B:Z=16B: Z = 16; C:Z=37C: Z = 37
a
¿Cuál será el número de oxidación más probable para dichos elementos? Razónelo en base a su configuración electrónica.0,6 pts
b
Indique razonadamente si (4,0,0,1/2)(4, 0, 0, 1/2) puede ser un conjunto de números cuánticos válido para el electrón más externo del elemento C.0,4 pts
c
Establezca razonadamente el orden creciente del radio atómico de los mismos.1 pt
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Ejercicio 7

7
2 puntos
Considere la siguiente reacción química: 2 NOX2(g)→2 NO(g)+OX2(g)\ce{2NO2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{2NO(g)} + \ce{O2(g)} cuya velocidad de reacción viene dada por la expresión: v=k[NOX2]2v = k [\ce{NO2}]^2. Conteste razonadamente a las siguientes cuestiones:
a
¿Cuál es el orden total de reacción y cuáles son las unidades de kk?0,5 pts
b
Si se duplica la concentración de NOX2\ce{NO2}, ¿la velocidad también se duplicará?0,5 pts
c
¿Se trata de una reacción elemental?0,5 pts
d
¿Cómo variará la constante de velocidad kk si se aumenta la temperatura?0,5 pts
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Ejercicio 8

8
2 puntos
Se mezclan 0,200 L0{,}200\,\text{L} de disolución de nitrato de aluminio, Al(NOX3)X3\ce{Al(NO3)3} 0,100 M0{,}100\,\text{M} con 0,100 L0{,}100\,\text{L} de disolución de hidróxido de sodio, NaOH\ce{NaOH}, 0,400 M0{,}400\,\text{M}. Considerando los volúmenes aditivos.
Datos
  • KpsK_{ps} hidróxido de aluminio =3,00⋅10−34= 3{,}00 \cdot 10^{-34}
a
Justifique numéricamente si se produce la precipitación del hidróxido de aluminio (Al(OH)X3\ce{Al(OH)3}).1,5 pts
b
Explique cómo se podrá disolver un precipitado de hidróxido de aluminio.0,5 pts
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Ejercicio 9

9
2 puntos
En un recipiente de 2 L2\,\text{L} se introducen 92,4 g92{,}4\,\text{g} de COX2\ce{CO2} y 3,2 g3{,}2\,\text{g} de HX2\ce{H2}, y se calienta la mezcla a 1800 ∘C1800\,^{\circ}\text{C}. Una vez alcanzado el siguiente equilibrio: COX2(g)+HX2(g)⇌CO(g)+HX2O(g)\ce{CO2(g)} + \ce{H2(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{CO(g)} + \ce{H2O(g)} se analiza la mezcla, encontrándose que hay 0,9 moles0{,}9\,\text{moles} de COX2\ce{CO2}.
a
Calcule KcK_c y KpK_p a 1800 ∘C1800\,^{\circ}\text{C}.1,5 pts
b
Explique cómo afectaría al equilibrio una disminución del volumen del recipiente, a temperatura constante.0,5 pts
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Ejercicio 10

10
2 puntos
Conteste razonadamente las siguientes cuestiones:
a
Justifique de forma razonada la veracidad, o en su caso la falsedad, de cada una de las siguientes afirmaciones: i) En el compuesto CHX3−CHX2−CH(CHX3)−CHX3\ce{CH3-CH2-CH(CH3)-CH3} existen carbonos que se llaman primarios, secundarios, terciarios y cuaternarios. ii) El 1–propanol y el 2–propanol son isómeros de función mientras que el propanal y la propanona son isómeros de posición. iii) Un aldehído se puede obtener por oxidación de un alcohol secundario pero nunca por oxidación de un alcohol primario.1,2 pts
b
Completar las siguientes reacciones nombrando las sustancias implicadas e indicando de qué tipo es cada una: i) CHX3−CH=CHX2+HX2→?\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH}{=}\allowbreak\ce{CH2} + \ce{H2} \mathrel{\ce{->}} \ce{?} ii) CHX3−CHX2−CHX2OH+(deshidratante)→?\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2OH} + \ce{(deshidratante)} \mathrel{\ce{->}} \ce{?}0,8 pts
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