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la cuevadel empollón
QuímicaBalearesPAU 2015Ordinaria

Química · Baleares 2015

5 ejercicios

Instrucciones

Datos
  • R=0,082 atm L mol−1 K−1=8,3 J mol−1 K−1R = 0{,}082\,\text{atm L mol}^{-1}\,\text{K}^{-1} = 8{,}3\,\text{J mol}^{-1}\,\text{K}^{-1}
El examen incluye tabla periódica como anexo. Contesta una opción de las dos propuestas. Utiliza la tabla periódica adjunta. Puedes usar la calculadora. La puntuación máxima de cada pregunta está indicada al inicio de la pregunta. La nota del examen es la suma de las puntuaciones.
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Ejercicio 1

1
1 punto
El NX2OX4(g)\ce{N2O4(g)} ha sido ampliamente utilizado por la NASA como comburente de cohetes. Un investigador está interesado en calcular la constante de equilibrio de la reacción de descomposición del NX2OX4(g)\ce{N2O4(g)} a 100 ∘C100\,^{\circ}\text{C}:NX2OX4(g)⇌2 NOX2(g)\ce{N2O4(g) <=> 2NO2(g)}En un experimento, introduce un mol de NX2OX4(g)\ce{N2O4(g)} dentro de un recipiente vacío de un litro de capacidad y determina cómo varían las concentraciones de los compuestos NX2OX4\ce{N2O4} y NOX2\ce{NO2} en función del tiempo (figura 1) a 100 ∘C100\,^{\circ}\text{C}; mientras que en otro experimento introduce la misma cantidad inicial de NX2OX4\ce{N2O4} y un catalizador específico para esta reacción, y vuelve a determinar la variación temporal de concentraciones (figura 2) a 100 ∘C100\,^{\circ}\text{C}. Justifica la veracidad o falsedad de las afirmaciones siguientes:
Figura 1: Variación de la concentración de N2O4 y NO2 en función del tiempo (0 a 100 h) sin catalizador.
Figura 2: Variación de la concentración de N2O4 y NO2 en función del tiempo (0 a 10 h) con catalizador.
a
De la figura 1 se puede deducir que KcK_c a 100 ∘C100\,^{\circ}\text{C} tendrá un valor mucho menor que la unidad.
b
Cuando se introduce un catalizador en el recipiente que contiene inicialmente el NX2OX4(g)\ce{N2O4(g)} (véase la figura 2), el equilibrio tarda más tiempo en alcanzarse.
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
El estaño metálico reacciona con el HNOX3\ce{HNO3} según la reacción siguiente:Sn(s)+HNOX3(aq)→SnOX2(s)+NOX2(g)+HX2O(l)\ce{Sn(s) + HNO3(aq) -> SnO2(s) + NO2(g) + H2O(l)}
a
Escribe y ajusta la reacción iónica y molecular por el método del ion-electrón.
b
Calcula el volumen de una disolución de ácido nítrico 0,5 M0{,}5\,\text{M} que reaccionará con 2,0 g2{,}0\,\text{g} de estaño.
c
Nombra las moléculas siguientes: HNOX3\ce{HNO3} y SnOX2\ce{SnO2}.
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
a
Calcula el pH de una disolución de HCl\ce{HCl} del 2%2\% en peso y de densidad 1,01 g/mL1{,}01\,\text{g/mL}.
b
Calcula el pH de la disolución resultante de mezclar 10 mL10\,\text{mL} de una disolución de HCl\ce{HCl} 0,1 M0{,}1\,\text{M} con 30 mL30\,\text{mL} de una disolución de NaOH\ce{NaOH} 0,1 M0{,}1\,\text{M}, teniendo en cuenta que los volúmenes son aditivos.
c
En el recipiente de la disolución de HCl\ce{HCl} aparece el siguiente pictograma. Indica su significado.
Pictograma de seguridad que muestra una sustancia vertida sobre una superficie y una mano, indicando corrosión.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Considera la siguiente reacción química:ClX2(g)→2 Cl(g)\ce{Cl2(g) -> 2Cl(g)}Contesta, de manera razonada, las preguntas siguientes:
a
¿Qué signo tendrá la variación de entalpía de esta reacción?
b
¿Qué signo tendrá la variación de entropía de esta reacción?
c
¿Es cierto que esta reacción es espontánea a cualquier temperatura?
d
¿Por qué motivo el ClX2\ce{Cl2} es un gas a temperatura ambiente mientras que el BrX2\ce{Br2} es un líquido?
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Ejercicio 5

5
2 puntos
a
¿Cuál de los siguientes elementos tiene menor radio atómico: oxígeno o fósforo? Razona la respuesta.
b
Indica, razonadamente, el número de electrones desapareados que tiene el fósforo en su estado fundamental.
c
Para la molécula de eteno (CX2HX4)(\ce{C2H4}), deduce la estructura de Lewis e indica, de manera razonada, el tipo de hibridación de los átomos de carbono.
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Ejercicio 1

1
2 puntos
Indica, razonadamente, si son ciertas las siguientes afirmaciones respecto al BFX3\ce{BF3}:
a
El boro presenta una hibridación sp3sp^3 en este compuesto.
b
Se trata de una molécula polar.
c
La temperatura de ebullición del BFX3(l)\ce{BF3(l)} es mayor que la del NHX3(l)\ce{NH3(l)}.
d
El primer potencial de ionización del elemento boro es mayor que el del elemento flúor.
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Ejercicio 2

2
2 puntos
En un laboratorio tenemos una disolución de un ácido monoprótico (AH) con una constante de acidez (KaK_a) de 10−510^{-5}.
a
¿Es cierto que su grado de disociación es igual a la unidad? Razona la respuesta.
b
Si se neutraliza la disolución del ácido AH con una base fuerte, como el NaOH\ce{NaOH}, ¿es cierto que el pH de la disolución en el punto de equivalencia será menor que 7,07{,}0? Razona la respuesta.
c
Indica el procedimiento y el material de laboratorio para realizar la valoración del apartado b).
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Ejercicio 3

3
2 puntos
El etano se puede obtener por hidrogenación del eteno (CHX2=CHX2)(\ce{CH2=CH2}) en presencia de un catalizador según la siguiente ecuación termoquímica:CHX2=CHX2(g)+HX2(g)→CHX3−CHX3(g)ΔH=−137 kJ/mol\ce{CH2=CH2(g) + H2(g) -> CH3-CH3(g)} \quad \Delta H = -137\,\text{kJ/mol}
Datos
  • 1 atm=760 mmHg1\,\text{atm} = 760\,\text{mmHg}
a
Calcula la masa de etano formada a partir de 20 L20\,\text{L} de eteno y 15 L15\,\text{L} de HX2\ce{H2}, medidos a 300 ∘C300\,^{\circ}\text{C} y 650 mmHg650\,\text{mmHg}.
b
Calcula la energía del enlace C=C\ce{C=C}, si las energías de enlace C−C\ce{C-C}, H−H\ce{H-H} y C−H\ce{C-H} son, respectivamente, 347347, 436436 y 413 kJ/mol413\,\text{kJ/mol}.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
A 350 K350\,\text{K} la constante de equilibrio (KcK_c) de la reacción de descomposición del COBrX2(g)\ce{COBr2(g)} vale 0,25 M0{,}25\,\text{M}.COBrX2(g)⇌CO(g)+BrX2(g)\ce{COBr2(g) <=> CO(g) + Br2(g)}En un recipiente cerrado y vacío de 2,0 L2{,}0\,\text{L} se introducen 1,0 mol1{,}0\,\text{mol} de CO(g)\ce{CO(g)} y 1,0 mol1{,}0\,\text{mol} de BrX2(g)\ce{Br2(g)} y se mantiene la temperatura a 350 K350\,\text{K} hasta que el sistema alcanza el equilibrio químico.
a
Calcula la concentración de COBrX2(g)\ce{COBr2(g)} en el equilibrio.
b
Determina el valor de KpK_p para este equilibrio a 350 K350\,\text{K}.
c
¿Cómo afecta al equilibrio un aumento de la presión total del sistema? Razona la respuesta.
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Dados los siguientes metales: cobre y níquel. Contesta razonadamente las cuestiones siguientes, considerando condiciones estándar en todos los casos:
Datos
  • E0(CuX2+/Cu)=+0,34 VE^0(\ce{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\,\text{V}
  • E0(NiX2+/Ni)=−0,25 VE^0(\ce{Ni^{2+}/Ni}) = -0{,}25\,\text{V}
  • E0(PbX2+/Pb)=−0,13 VE^0(\ce{Pb^{2+}/Pb}) = -0{,}13\,\text{V}
a
Ordena los metales de mayor a menor poder reductor.
b
¿De estos metales, alguno podrá reducir el ion PbX2+\ce{Pb^{2+}} a Pb\ce{Pb}?
c
Determina la fem estándar de la pila formada por los electrodos de CuX2+/Cu\ce{Cu^{2+}/Cu} y NiX2+/Ni\ce{Ni^{2+}/Ni} que funciona espontáneamente.
d
¿Qué utilidad tiene un puente salino en una pila galvánica?
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