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la cuevadel empollón
QuímicaPaís VascoPAU 2014Extraordinaria

Química · País Vasco 2014

10 ejercicios

Instrucciones

Datos
  • R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{K}^{-1} \cdot \text{mol}^{-1}
  • 1 atm=760 mmHg1\,\text{atm} = 760\,\text{mmHg}
  • K=∘C+273\text{K} = {}^{\circ}\text{C} + 273
  • Masas atómicas (u.m.a.): H: 1
  • C: 12
  • O: 16
  • Cl: 35,5
  • Ag: 107,8
  • C.N.: Condiciones Normales de presión y temperatura (P=1 atmP = 1\,\text{atm}
  • T=0 ∘CT = 0\,{}^{\circ}\text{C})
  • (aq): disolución acuosa
  • Condiciones standard: T=25 ∘CT = 25\,{}^{\circ}\text{C}
Este examen tiene dos opciones. Debes contestar a una de ellas. No olvides incluir el código en cada una de las hojas de examen. No contestes ninguna pregunta en este impreso. Cada opción consta de cinco preguntas (2 problemas y 3 cuestiones). La calificación máxima 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. Los datos generales necesarios para completar todas las preguntas se incluyen conjuntamente en el reverso de esta hoja. Aplica únicamente los datos que necesites en cada caso. Los datos específicos están en cada pregunta.

Ejercicio 1 · A · cuestiones

1Opción A
2 puntos
Cuestiones
Estos son los componentes de una celda voltáica: Electrodos metálicos: cobre y plata Electrólitos: nitrato de cobre(II) (aq) 1 M y nitrato de plata (aq) 1 M Puente salino: nitrato potásico (aq)
Datos
  • E0(AgX+/Ag)=+0,80 VE^0(\ce{Ag+/Ag}) = +0{,}80\,\text{V}
  • E0(CuX2+/Cu)=+0,34 VE^0(\ce{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\,\text{V}
a
Completa la figura adjunta asignando cada componente a un elemento de la celda.0,4 pts
Diagrama de una celda voltaica con dos vasos de precipitados, electrodos y puente salino.
b
¿Qué electrodo actúa como cátodo?0,4 pts
c
Escribe la ecuación química del proceso que ocurre en el ánodo.0,4 pts
d
Indica el sentido de la corriente de electrones en el hilo metálico.0,4 pts
e
Indica cómo se mueven los iones del puente salino.0,4 pts
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Ejercicio 1 · A · Problemas

1A · Problemas
2,5 puntos
Dada la siguiente reacción: NX2(g)+OX2(g)→2 NO(g)\ce{N2(g) + O2(g) -> 2NO(g)}
Datos
  • ΔHf0(kJ⋅mol−1):NO(g)=+90,3\Delta H_f^0 (\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}): \ce{NO(g)} = +90{,}3
  • S0(J⋅mol−1⋅K−1):NX2(g)=+191,5S^0 (\text{J} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}): \ce{N2(g)} = +191{,}5
  • OX2(g)=+205\ce{O2(g)} = +205
  • NO(g)=+210,6\ce{NO(g)} = +210{,}6
a
¿Qué cantidad de energía se intercambia (indicar si se libera o absorbe) cuando se forman 50 L de NO(g) medidos en C.N.?1 pt
b
Calcular la variación de entropía del proceso e indicar si es espontáneo a 25 ∘C25\,{}^{\circ}\text{C}.0,5 pts
c
Suponiendo que la entalpía y entropía de reacción no cambian con la temperatura, ¿cuál será la temperatura mínima para que el proceso sea espontáneo?1 pt
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Ejercicio 1 · B · cuestiones

1Opción B
2 puntos
Cuestiones
Dada la ecuación química: KMnOX4+HX2OX2+HX2SOX4→MnSOX4+KX2SOX4+OX2+HX2O\ce{KMnO4 + H2O2 + H2SO4 -> MnSO4 + K2SO4 + O2 + H2O}
a
Nombra todos las sustancias que participan en la misma.0,25 pts
b
Ajusta la reacción redox.1 pt
c
En el laboratorio se realiza un montaje como el de la figura para llevar a cabo el proceso.0,75 pts
Bureta de laboratorio graduada.
Matraz Erlenmeyer con disolución.
c.1
nombrar cada elemento y describir cómo se emplea en el proceso.
c.2
indicar qué sustancia(s) se coloca(n) en cada elemento del montaje.
c.3
indicar los cambios que se observan a lo largo del proceso y cómo se sabe cuándo termina la valoración.
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Ejercicio 1 · B · Problemas

1B · Problemas
2,5 puntos
Dadas las siguientes ecuaciones: (1) CO(g)+12 OX2(g)→COX2(g)\ce{CO(g)} + \ce{1/2 O2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{CO2(g)}, ΔH1=−283,0 kJ\Delta H_1 = -283{,}0\,\text{kJ} (2) CHX3OH(g)+32 OX2(g)→COX2(g)+2 HX2O(g)\ce{CH3OH(g)} + \ce{3/2 O2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{CO2(g)} + \ce{2H2O(g)}, ΔH2=−764,4 kJ\Delta H_2 = -764{,}4\,\text{kJ} (3) HX2(g)+12 OX2(g)→HX2O(g)\ce{H2(g)} + \ce{1/2 O2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{H2O(g)}, ΔH3=−285,8 kJ\Delta H_3 = -285{,}8\,\text{kJ}
Datos
  • S0(J⋅mol−1⋅K−1):CO(g)=197,7S^0 (\text{J} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}): \ce{CO(g)} = 197{,}7
  • HX2(g)=130,7\ce{H2(g)} = 130{,}7
  • CHX3OH(g)=239,8\ce{CH3OH(g)} = 239{,}8
a
Calcula la variación de entalpía del proceso: CO(g)+2 HX2(g)→CHX3OH(g)\ce{CO(g)} + \ce{2H2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{CH3OH(g)}1 pt
b
Escribe su ecuación termoquímica y calcula la cantidad de energía intercambiada (indicando si se libera o absorbe) para formar 1 kg de metanol.0,75 pts
c
¿Cuál será la variación de entropía del proceso del apartado a)? ¿Será espontáneo en condiciones standard?0,75 pts
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Ejercicio 2 · A · cuestiones

2Opción A
1,5 puntos
Cuestiones
Dados los siguientes elementos: N(Z=7)\ce{N} (Z=7); Mg(Z=12)\ce{Mg} (Z=12); Cl(Z=17)\ce{Cl} (Z=17); K(Z=19)\ce{K} (Z=19) y Ar(Z=18)\ce{Ar} (Z=18)
a
Escribir las configuraciones electrónicas en estado fundamental.0,5 pts
b
Señalar la posición de cada elemento en la tabla periódica.0,5 pts
c
¿Cuántos electrones desapareados posee cada elemento?0,25 pts
d
Indicar los números cuánticos de todos los electrones de los orbitales 3p del elemento Ar.0,25 pts
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Ejercicio 2 · A · Problemas

2A · Problemas
2,5 puntos
El sistema A(g)+2 B(g)⇌C(g)\ce{A(g)} + \ce{2B(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{C(g)} se crea a partir de 2 moles de A y 4 moles de B en un recipiente cerrado de 10 L10\,\text{L} a 400 ∘C400\,{}^{\circ}\text{C}. Si la concentración de A en el equilibrio es 0,16 mol⋅L−10{,}16\,\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}:
a
Calcular las concentraciones de B y C en el equilibrio.1 pt
b
Calcular los valores de las constantes KcK_c y KpK_p.1 pt
c
Si se aumenta la presión, ¿cómo variará el número de moles de C en el equilibrio?0,5 pts
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Ejercicio 2 · B · cuestiones

2Opción B
1,5 puntos
Cuestiones
En esta transformación: CX2HX4(g)+HX2O(g)⇌CHX3CHX2OH(g)ΔH<0\ce{C2H4(g) + H2O(g) <=> CH3CH2OH(g)} \quad \Delta H < 0
a
¿En qué sentido se desplazará el equilibrio y qué sucederá con la cantidad de CHX3CHX2OH(g)\ce{CH3CH2OH(g)} si se eleva la temperatura?0,5 pts
b
¿En qué sentido se desplazará el equilibrio y qué sucederá con la cantidad de CHX3CHX2OH(g)\ce{CH3CH2OH(g)} si se aumenta la presión?0,5 pts
c
¿En qué sentido se desplazará el equilibrio y qué sucederá con la cantidad de CHX3CHX2OH(g)\ce{CH3CH2OH(g)} si se disminuye la cantidad de HX2O(g)\ce{H2O(g)}?0,5 pts
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Ejercicio 2 · B · Problemas

2B · Problemas
2,5 puntos
Siguiendo la teoría de Brönsted-Lowry, para describir la ionización de una base B en agua se formula la siguiente reacción: B+HX2O⇌BHX++OHX−\ce{B} + \ce{H2O} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{BH+} + \ce{OH-}
Datos
  • Kb(B)=1,8⋅10−5K_b(B) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}
a
Clasifica las especies químicas de la ecuación precedente como ácidos o bases e indica los pares conjugados correspondientes.0,5 pts
b
Sabiendo que la concentración de una disolución de la base B es 0,08 M, calcula el pH de la misma y el grado de ionización de la base B.1,25 pts
c
¿Qué volumen de HCl(aq) 0,5 M se necesitará para neutralizar 50 mL de B(aq) 0,08 M? ¿Cómo será (ácida, básica o neutra) la disolución resultante?0,75 pts
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1,5 puntos
Cuestiones
Dadas las siguientes ecuaciones químicas: (1) CHX3CH=CHX2+HX2O→CHX3CHOHCHX3\ce{CH3CH}{=}\allowbreak\ce{CH2} + \ce{H2O} \mathrel{\ce{->}} \ce{CH3CHOHCH3} (2) CHX3COOH+CHX3OH→CHX3COOCHX3+HX2O\ce{CH3COOH} + \ce{CH3OH} \mathrel{\ce{->}} \ce{CH3COOCH3} + \ce{H2O} (3) CHX3CHX2CHX2CHO+12 OX2→CHX3CHX2CHX2COOH\ce{CH3CH2CH2CHO} + \ce{1/2 O2} \mathrel{\ce{->}} \ce{CH3CH2CH2COOH}
a
Indicar de qué tipo de reacciones se trata.0,75 pts
b
Nombrar todos los compuestos orgánicos y representar sus fórmulas desarrolladas.0,75 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1,5 puntos
Cuestiones
Sabiendo que el producto de solubilidad del cloruro de plata es Kps=1,7⋅10−10K_{ps} = 1{,}7 \cdot 10^{-10}
a
Calcular la solubilidad del cloruro de plata en agua y expresarla en g/L.0,75 pts
b
¿Se formará precipitado de cloruro de plata mezclando 2 L de HCl(aq) 0,025 M y 4 L de AgNOX3(aq)\ce{AgNO3(aq)} 0,005 M?0,75 pts
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