QuímicaCastilla y LeónPAU 2023Ordinaria

Química · Castilla y León 2023

10 ejercicios90 min de duración

Datos generales del examen

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 $\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}$
El alumno deberá utilizar los valores de los números atómicos, masas atómicas y constantes universales que se le suministran con el examen
$e = 1{,}602 \cdot 10^{-19}\,\text{C}$
$N_A = 6{,}022 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}$
$u = 1{,}661 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}$
$F = 96490\,\text{C}$
$R = 8{,}314\,\text{J} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1} = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}$

2 puntos

Para las moléculas siguientes: i)

\ce{CO2}

ii)

\ce{SO2}

iii)

\ce{NH3}

iv)

\ce{BF3}

a)1,6 pts

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.

b)0,4 pts

Justifique la polaridad de las moléculas.

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2 puntos

El permanganato potásico,

\ce{KMnO4}

, reacciona con el sulfito de sodio,

\ce{Na2SO3}

, en medio ácido,

\ce{H2SO4}

, produciendo sulfato de manganeso (II),

\ce{MnSO4}

, sulfato de potasio,

\ce{K2SO4}

, y sulfato de sodio

\ce{Na2SO4}

a)1 pts

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.

b)1 pts

Calcule la masa de permanganato potásico necesaria para obtener

125\,\text{g}

de sulfato de manganeso (II) si el rendimiento de la operación es del

70\,\%

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2 puntos

El monóxido de nitrógeno (NO) es un contaminante atmosférico capaz de descomponer las moléculas de ozono (

\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

K_c

para la reacción

\ce{N2(g) + O2(g) <=> 2NO(g)}

8{,}8 \cdot 10^{-4}

2200\,\text{K}

. Si

2\,\text{moles}

\ce{N2(g)}

1\,\text{mol}

\ce{O2(g)}

se introducen en un recipiente de

2{,}00\,\text{litros}

y se calienta a

2200\,\text{K}

a)1,2 pts

Calcule los moles de cada una de las especies en el equilibrio.

b)0,8 pts

Identifique si la reacción es exotérmica o endotérmica sabiendo que la constante de equilibrio

K_c

8{,}8 \cdot 10^{-4}

2200\,\text{K}

y es

10^{-30}

25\,^{\circ}\text{C}

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2 puntos

Se dispone de

70\,\text{mL}

de una disolución acuosa de

\ce{KOH}

0{,}30\,\text{M}

a la que se añade una disolución acuosa de

\ce{HCl}

0{,}15\,\text{M}

. Calcule, suponiendo volúmenes aditivos:

a)1 pts

El pH cuando se han añadido

50\,\text{mL}

de la disolución acuosa de

\ce{HCl}

b)1 pts

El volumen de la disolución acuosa de

\ce{HCl}

que es necesario añadir a la disolución inicial de

\ce{KOH}

para neutralizarla y justifique el valor final del pH.

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2 puntos

Conteste razonadamente las siguientes cuestiones:

a)0,8 pts

Escriba la fórmula semidesarrollada de las sustancias propuestas a continuación, y comente si tienen la fórmula molecular

\ce{C4H8O2}

. i) Ácido butanoico. ii) Butanodial. iii) Propanoato de metilo. iv) Ácido metilpropanoico.

b)1,2 pts

Defina isomería y justifique cuáles de los compuestos escritos son isómeros entre sí y de qué tipo.

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2 puntos

Dados los elementos A, B y C, con números atómicos:

A: Z = 13

;

B: Z = 16

;

C: Z = 37

a)0,6 pts

¿Cuál será el número de oxidación más probable para dichos elementos? Razónelo en base a su configuración electrónica.

b)0,4 pts

Indique razonadamente si

(4, 0, 0, 1/2)

puede ser un conjunto de números cuánticos válido para el electrón más externo del elemento C.

c)1 pts

Establezca razonadamente el orden creciente del radio atómico de los mismos.

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2 puntos

Considere la siguiente reacción química:

\ce{2NO2(g) -> 2NO(g) + O2(g)}

cuya velocidad de reacción viene dada por la expresión:

v = k [\ce{NO2}]^2

. Conteste razonadamente a las siguientes cuestiones:

a)0,5 pts

¿Cuál es el orden total de reacción y cuáles son las unidades de

k

b)0,5 pts

Si se duplica la concentración de

\ce{NO2}

, ¿la velocidad también se duplicará?

c)0,5 pts

¿Se trata de una reacción elemental?

d)0,5 pts

¿Cómo variará la constante de velocidad

k

si se aumenta la temperatura?

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2 puntos

Se mezclan

0{,}200\,\text{L}

de disolución de nitrato de aluminio,

\ce{Al(NO3)3}

0{,}100\,\text{M}

con

0{,}100\,\text{L}

de disolución de hidróxido de sodio,

\ce{NaOH}

0{,}400\,\text{M}

. Considerando los volúmenes aditivos.

a)1,5 pts

Justifique numéricamente si se produce la precipitación del hidróxido de aluminio (

\ce{Al(OH)3}

b)0,5 pts

Explique cómo se podrá disolver un precipitado de hidróxido de aluminio.

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2 puntos

En un recipiente de

2\,\text{L}

se introducen

92{,}4\,\text{g}

\ce{CO2}

3{,}2\,\text{g}

\ce{H2}

, y se calienta la mezcla a

1800\,^{\circ}\text{C}

. Una vez alcanzado el siguiente equilibrio:

\ce{CO2(g) + H2(g) <=> CO(g) + H2O(g)}

se analiza la mezcla, encontrándose que hay

0{,}9\,\text{moles}

\ce{CO2}

a)1,5 pts

Calcule

K_c

K_p

1800\,^{\circ}\text{C}

b)0,5 pts

Explique cómo afectaría al equilibrio una disminución del volumen del recipiente, a temperatura constante.

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2 puntos

Conteste razonadamente las siguientes cuestiones:

a)1,2 pts

Justifique de forma razonada la veracidad, o en su caso la falsedad, de cada una de las siguientes afirmaciones: i) En el compuesto

\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.

b)0,8 pts

Completar las siguientes reacciones nombrando las sustancias implicadas e indicando de qué tipo es cada una: i)

\ce{CH3-CH=CH2 + H2 -> ?}

ii)

\ce{CH3-CH2-CH2OH + (deshidratante) -> ?}

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Ejercicio 1

Ejercicio 2

Ejercicio 3

Ejercicio 4

Ejercicio 5

Ejercicio 6

Ejercicio 7

Ejercicio 8

Ejercicio 9

Ejercicio 10