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la cuevadel empollón
QuímicaComunidad ValencianaPAU 2024Extraordinaria

Química · Comunidad Valenciana 2024

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
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 IProblemas

Elija 2 de los 4 problemas del Bloque I.

Una bombona de butano, CX4HX10(g)\ce{C4H10(g)}, contiene 13,6 kg13{,}6\,\text{kg}. La combustión del butano genera COX2(g)\ce{CO2(g)} y HX2O(l)\ce{H2O(l)}.
Datos
  • masas atómicas relativas: H=1,0H = 1{,}0
  • C=12,0C = 12{,}0
  • O=16,0O = 16{,}0
  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
  • Entalpías de formación estándar, ΔHf∘(kJ⋅mol−1)\Delta H_f^\circ (\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}): CX4HX10(g)=−125,7\ce{C4H10(g)} = -125{,}7
  • COX2(g)=−393,5\ce{CO2(g)} = -393{,}5
  • HX2O(l)=−285,8\ce{H2O(l)} = -285{,}8
a
Ajuste la ecuación química de combustión. Calcule el volumen teórico de aire (79 %79\,\% dinitrógeno, 21 %21\,\% dioxígeno, en volumen), medido a 1 atm1\,\text{atm} y 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}, necesario para la combustión completa del butano contenido en una bombona.1 pt
b
Si la combustión del gas contenido en la bombona completa transcurre con un rendimiento del 85 %85\,\%, calcule la cantidad de energía generada.1 pt
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Ejercicio 1 · Bloque II

1Bloque II
2 puntos
Bloque IICuestiones

Elija 3 de las 6 cuestiones del Bloque II.

Considere los elementos A, B, C cuyos números atómicos son 13, 17 y 20 y sus números másicos son 27, 37 y 42, respectivamente.
a
Indique a qué grupo y periodo de la Tabla Periódica pertenece cada uno de los tres elementos.0,6 pts
b
Escriba la configuración electrónica del estado fundamental de las especies: AX3+\ce{A^{3+}}, B y CX2+\ce{C^{2+}}.0,3 pts
c
Determine el número de protones, neutrones y electrones para las tres especies del apartado b).0,6 pts
d
Aplicando la regla del octete, justifique el compuesto más probable que se formará entre los elementos B y C.0,5 pts
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Ejercicio 2 · Bloque I

2Bloque I
2 puntos
Bloque IProblemas

Elija 2 de los 4 problemas del Bloque I.

El óxido de nitrógeno(II), NO(g)\ce{NO(g)}, es un gas implicado en numerosos procesos biológicos. Se puede obtener por reacción entre el dinitrógeno y el dioxígeno, de acuerdo con la ecuación química siguiente:NX2(g)+OX2(g)⇌2 NO(g),Kc=1,7⋅10−3 a 2300 K\ce{N2(g) + O2(g) <=> 2NO(g)}, K_c = 1{,}7 \cdot 10^{-3} \text{ a } 2300\,\text{K}En un recipiente, cuyo volumen es de 10 litros10\,\text{litros}, se introducen 0,25 mol0{,}25\,\text{mol} de OX2\ce{O2}, 0,25 mol0{,}25\,\text{mol} de NX2\ce{N2} y 0,06 mol0{,}06\,\text{mol} de NO\ce{NO}. Una vez cerrado, se calienta hasta 2300 K2300\,\text{K} y se espera hasta alcanzar el equilibrio.
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 las concentraciones en equilibrio de los tres compuestos.1,2 pts
b
Calcule la presión parcial de cada compuesto dentro del recipiente.0,8 pts
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Ejercicio 2 · Bloque II

2Bloque II
2 puntos
Bloque IICuestiones

Elija 3 de las 6 cuestiones del Bloque II.

Sean las moléculas SiFX4\ce{SiF4}, PClX3\ce{PCl3} y SOX2\ce{SO2}.
Datos
  • nombres atòmics, Z:O=8;F=9;Si=14;P=15;S=16;Cl=17Z: O = 8; F = 9; Si = 14; P = 15; S = 16; Cl = 17
  • Electronegatividades: O=3,4O = 3{,}4
  • F=4,0F = 4{,}0
  • Si=1,6Si = 1{,}6
  • P=2,0P = 2{,}0
  • S=2,3S = 2{,}3
  • Cl=2,7Cl = 2{,}7
a
Dibuje la estructura electrónica de Lewis de las tres especies.0,9 pts
b
Deduzca la geometría de las tres moléculas y justifique si son polares o apolares.0,9 pts
c
Deduzca si el ángulo de enlace O–S–O del SOX2\ce{SO2} es mayor o menor que el Cl–P–Cl del PClX3\ce{PCl3}.0,2 pts
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Ejercicio 3 · Bloque I

3Bloque I
2 puntos
Bloque IProblemas

Elija 2 de los 4 problemas del Bloque I.

Se dispone en el laboratorio de una disolución de ácido acético, Ka=1,78⋅10−5K_a = 1{,}78 \cdot 10^{-5}, de concentración desconocida. El pH de la disolución es 3,113{,}11.
a
Calcule la concentración, en mol⋅L−1\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}, de la disolución de ácido acético.1 pt
b
Si 20 mL20\,\text{mL} de la disolución de ácido acético se diluyen con agua hasta alcanzar un volumen de 100 mL100\,\text{mL}, ¿cuál será el pH de la disolución resultante?1 pt
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Ejercicio 3 · Bloque II

3Bloque II
2 puntos
Bloque IICuestiones

Elija 3 de las 6 cuestiones del Bloque II.

Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.
Datos
  • Ka(CHX3COOH)=1,8⋅10−5K_a(\ce{CH3COOH}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}
  • Kb(NHX3)=1,8⋅10−5K_b(\ce{NH3}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}
  • Kw=10−14K_w = 10^{-14}
a
La mezcla de 80 mL80\,\text{mL} de HCl(ac)\ce{HCl(ac)} 0,1 M0{,}1\,\text{M} con 20 mL20\,\text{mL} de Ca(OH)X2(ac)\ce{Ca(OH)2(ac)} 0,2 M0{,}2\,\text{M}, da lugar a una disolución neutra.0,5 pts
b
El pH de una disolución acuosa de (NHX4)X2SOX4\ce{(NH4)2SO4} es 7.0,5 pts
c
El pH de una disolución de NHX3\ce{NH3} 0,5 M0{,}5\,\text{M} es el mismo que el de una disolución de NaOH\ce{NaOH} 0,5 M0{,}5\,\text{M}.0,5 pts
d
La mezcla de 50 mL50\,\text{mL} de CHX3COOH(ac)\ce{CH3COOH(ac)} 0,1 M0{,}1\,\text{M} con 50 mL50\,\text{mL} de KOH(ac)\ce{KOH(ac)} 0,1 M0{,}1\,\text{M}, da lugar a una disolución neutra.0,5 pts
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Ejercicio 4 · Bloque I

4Bloque I
2 puntos
Bloque IProblemas

Elija 2 de los 4 problemas del Bloque I.

El dióxido de estaño, SnOX2(s)\ce{SnO2(s)}, se puede obtener en un laboratorio al reaccionar estaño con ácido nítrico concentrado, según la siguiente ecuación química no ajustada:Sn(s)+HNOX3(ac)→SnOX2(s)+NOX2(g)+HX2O(l)\ce{Sn(s) + HNO3(ac) -> SnO2(s) + NO2(g) + H2O(l)}
Datos
  • masas atómicas relativas: H=1H = 1
  • N=14N = 14
  • O=16,0O = 16{,}0
  • Sn=118,7Sn = 118{,}7
  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
  • 760 mmHg=1 atm760\,\text{mmHg} = 1\,\text{atm}
a
Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción, así como la ecuación química global ajustada.1,2 pts
b
¿Cuántos gramos de SnOX2\ce{SnO2} se obtendrán al reaccionar completamente 5,0 g5{,}0\,\text{g} de estaño con un exceso de ácido nítrico? ¿Qué volumen de NOX2\ce{NO2}, medido a 23 ∘C23\,^{\circ}\text{C} y 790 mmHg790\,\text{mmHg}, se generará en el proceso?0,8 pts
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Ejercicio 4 · Bloque II

4Bloque II
2 puntos
Bloque IICuestiones

Elija 3 de las 6 cuestiones del Bloque II.

Se dispone en el laboratorio de cuatro disoluciones, todas a concentración 1 M1\,\text{M}: A: HCl(ac)\ce{HCl(ac)}; B: AgNOX3(ac)\ce{AgNO3(ac)}; C: Fe(NOX3)X2(ac)\ce{Fe(NO3)2(ac)}; D: AlClX3(ac)\ce{AlCl3(ac)}. Además, se dispone de unas láminas de Ag\ce{Ag}, Fe\ce{Fe} y Al\ce{Al}. A partir de los datos de EoE^o, responda razonadamente:
Datos
  • potenciales estándar de reducción, Eo(V):AlX3+/Al:−1,66;FeX2+/Fe:−0,44;HX+/HX2:0,00;AgX+/Ag:+0,80E^o (V): \ce{Al^{3+}/Al}: -1{,}66; \ce{Fe^{2+}/Fe}: -0{,}44; \ce{H+/H2}: 0{,}00; \ce{Ag+/Ag}: +0{,}80
a
¿Es posible obtener aluminio, Al(s)\ce{Al(s)}, a partir de la disolución D, haciendo que ésta reaccione con alguno de los tres metales de los que se dispone?0,5 pts
b
¿Se producirá alguna reacción al introducir una lámina de plata, Ag(s)\ce{Ag(s)}, en la disolución A?0,5 pts
c
Se desea construir la pila galvánica que proporcione el potencial de celda más elevado.1 pt
c.1
Indique qué disoluciones y qué metales utilizaría para construir dicha pila galvánica.0,5 pts
c.2
Escriba la semirreacción de oxidación y la de reducción, así como la reacción iónica global ajustada y calcule el potencial de la pila.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Bloque IICuestiones

Elija 3 de las 6 cuestiones del Bloque II.

La reacción entre los compuestos A y B para formar el compuesto C, es de primer orden respecto de A y de segundo orden respecto de B. En un experiment, donde se parte de concentraciones iniciales: [A]0=0,15 mol⋅L−1[A]_0 = 0{,}15\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}, [B]0=0,50 mol⋅L−1[B]_0 = 0{,}50\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}, se determina que la velocidad inicial es 2,5⋅10−3 mol⋅L−1⋅s−12{,}5 \cdot 10^{-3}\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}.
a
Determine la constante de velocidad de la reacción.0,6 pts
b
Determine la velocidad de reacción si las concentraciones iniciales se duplicaran.0,7 pts
c
Al añadir un catalizador, la constante de velocidad aumenta en un factor de 10. Determine la velocidad de reacción cuando las concentraciones iniciales son: [A]0=0,15 mol⋅L−1[A]_0 = 0{,}15\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}, [B]0=0,50 mol⋅L−1[B]_0 = 0{,}50\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}.0,7 pts
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Ejercicio 6

6
2 puntos
Bloque IICuestiones

Elija 3 de las 6 cuestiones del Bloque II.

Indique qué compuestos son A, B, C, D y E en las siguientes reacciones (fórmula molecular si son especies inorgánicas; nombre y fórmula estructural si se trata de moléculas orgánicas). Identifique el tipo de reacción en cada caso.
a
CHX3−CH(Br)−CHX3+OHX−→A\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH(Br)}{-}\allowbreak\ce{CH3} + \ce{OH-} \mathrel{\ce{->}} \ce{A}0,5 pts
b
CHX3−CH=CHX2+ClX2→B\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH}{=}\allowbreak\ce{CH2} + \ce{Cl2} \mathrel{\ce{->}} \ce{B}0,5 pts
c
CHX3−CH=CHX2+OX2→C+D\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH}{=}\allowbreak\ce{CH2} + \ce{O2} \mathrel{\ce{->}} \ce{C} + \ce{D}0,5 pts
d
CHX3−CHX2OH+CHX3−CHX2−COOH→HX+,catalizadorE+HX2O\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2OH} + \ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{COOH} \mathrel{\ce{->[H+, catalizador]}} \ce{E} + \ce{H2O}0,5 pts
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