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la cuevadel empollón
QuímicaLa RiojaPAU 2015Extraordinaria

Química · La Rioja 2015

5 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
La prueba consiste en elegir UNA de las dos opciones, la A o la B, y contestar a las cinco preguntas que la componen en un tiempo máximo de una hora y treinta minutos. -Cada cuestión, aunque se divida en varios apartados, tendrá el valor de dos puntos. -Si en una cuestión o un problema se hace referencia a un proceso químico, el alumno tendrá que expresar este proceso con la correspondiente ecuación ajustada. Si no se escribe y se ajusta la ecuación, la cuestión o el problema no podrán ser calificados con la máxima puntuación. -Se valorará positivamente la inclusión de diagramas, esquemas, dibujos, etc. -Tiene gran importancia la claridad y la coherencia en la exposición, así como el rigor y la precisión de los conceptos involucrados. -Se valorará positivamente la presentación del ejercicio (orden y limpieza), la ortografía y la calidad de redacción. -Por errores ortográficos graves, falta de orden, limpieza o mala redacción podrá bajarse la calificación.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
En un matraz de 2 L2\,\text{L} se introducen 22 moles de nitrógeno y 66 moles de hidrógeno, calentándose la mezcla hasta 327 ∘C327\,^{\circ}\text{C}. A esta temperatura se establece el equilibrio:NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)}Si la reacción tiene lugar en un 60 %60\,\%, calcule:
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
La concentración de cada especie en el equilibrio.
b
El valor de las constantes KcK_c y KpK_p para ese equilibrio.
c
¿Cómo afecta al equilibrio un aumento de la presión? Justifique la respuesta.
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Explique de manera razonada si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos:
a
En un orbital p caben como máximo 66 electrones.
b
Existe un electrón con los siguientes números cuánticos (n,l,m,s):(2,2,1,1/2)(n, l, m, s): (2, 2, 1, 1/2).
c
El radio de un elemento A siempre es inferior al radio del catión AX+\ce{A+}.
d
El radio del anión AX−\ce{A-} es mayor que el del elemento A.
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Para determinar la riqueza de una partida de zinc se tomaron 50 g50\,\text{g} de una muestra homogénea y se trataron con ácido clorhídrico del 37 %37\,\% en peso y densidad 1,18 g⋅mL−11{,}18\,\text{g} \cdot \text{mL}^{-1}, consumiéndose 126 mL126\,\text{mL} de ácido. La reacción de zinc con ácido clorhídrico produce cloruro de zinc e hidrógeno.
Datos
  • Masas atómicas: Zn=65,4Zn = 65{,}4
  • Cl=35,5Cl = 35{,}5
  • H=1H = 1
a
Escriba la reacción química ajustada.
b
Calcule la molaridad de la disolución de ácido clorhídrico.
c
Calcule el porcentaje de zinc en la muestra.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Se dispone en el laboratorio de dos electrodos metálicos, uno de cadmio y otro de plata; los productos químicos nitrato de plata, nitrato de cadmio y cloruro de potasio; material de vidrio y un voltímetro con cables y conexiones.
Datos
  • E0(CdX2+/Cd)=−0,40 VE^0(\ce{Cd^{2+}/Cd}) = -0{,}40\,\text{V}
  • E0(AgX+/Ag)=0,80 VE^0(\ce{Ag+/Ag}) = 0{,}80\,\text{V}
a
Dibuje un esquema que represente los componentes de la pila que se puede construir.
b
Escriba las reacciones que tienen lugar en el cátodo y en el ánodo de dicha pila, indicando cuál es la especie oxidante y cuál es la reductora.
c
Calcule la fuerza electromotriz estándar de la pila.
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Ejercicio 5

5
2 puntos
El p-cresol es un compuesto de masa molecular M=108,1M = 108{,}1 que se utiliza como desinfectante y en la fabricación de herbicidas. El p-cresol contiene, únicamente, C, H y O, y la combustión de una muestra de 0,3643 g0{,}3643\,\text{g} de este compuesto produjo 1,0390 g1{,}0390\,\text{g} de dióxido de carbono y 0,2426 g0{,}2426\,\text{g} de agua.
Datos
  • Masas atómicas: H=1H = 1
  • C=12C = 12
  • O=16O = 16
a
Calcule su composición centesimal en masa.
b
Determine su fórmula empírica y molecular.
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Ejercicio 1

1
2 puntos
a
Represente las estructuras de Lewis para cada uno de los compuestos: BClX3\ce{BCl3}, SiHX4\ce{SiH4} y CHClX3\ce{CHCl3}.
b
Indique la geometría de dichas especies empleando la teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia.
c
Razone sobre la polaridad de las moléculas SiHX4\ce{SiH4} y CHClX3\ce{CHCl3}.
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Un vinagre comercial tiene una riqueza del 5 %5\,\% en masa de ácido acético, CHX3COOH\ce{CH3COOH}, y una densidad d=1,00 g⋅mL−1d = 1{,}00\,\text{g} \cdot \text{mL}^{-1}. Calcule:
Datos
  • Masas atómicas: H=1H = 1
  • C=12C = 12
  • O=16O = 16
  • Ka=1,8⋅10−5K_a = 1{,}8 \cdot 10^{-5}
a
La molaridad de la disolución.
b
El grado de ionización del ácido y el pH del vinagre.
c
El volumen de KOH\ce{KOH} 0,5 M0{,}5\,\text{M} necesario para neutralizar 20 mL20\,\text{mL} del vinagre comercial.
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Ejercicio 3

3
2 puntos
El tratamiento de sulfuro de zinc con oxígeno produce la siguiente reacción:2 ZnS(s)+3 OX2(g)→2 ZnO(s)+2 SOX2(g)\ce{2ZnS(s) + 3O2(g) -> 2ZnO(s) + 2SO2(g)}Si las entalpías de formación de las diferentes especies son: ΔHf0[ZnS(s)]=−202,9 kJ⋅mol−1\Delta H_f^0[\ce{ZnS(s)}] = -202{,}9\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}; ΔHf0[ZnO(s)]=−348,3 kJ⋅mol−1\Delta H_f^0[\ce{ZnO(s)}] = -348{,}3\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}; ΔHf0[SOX2(g)]=−296,8 kJ⋅mol−1\Delta H_f^0[\ce{SO2(g)}] = -296{,}8\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}.
Datos
  • Masas atómicas: O=16O = 16
  • S=32S = 32
  • Zn=65,4Zn = 65{,}4
  • 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
¿Cuál será el calor, a presión constante de una atmósfera, que se desprenderá cuando reaccionen 1717 gramos de sulfuro de zinc con exceso de oxígeno?
b
¿Cuántos litros de dióxido de azufre, medidos a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C} y una atmósfera, se obtendrán?
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Ejercicio 4

4
2 puntos
El bromuro de sodio reacciona con ácido nítrico produciendo bromo, dióxido de nitrógeno, nitrato de sodio y agua según la siguiente ecuación:NaBr+HNOX3→BrX2+NOX2+NaNOX3+HX2O\ce{NaBr + HNO3 -> Br2 + NO2 + NaNO3 + H2O}
Datos
  • Masas atómicas: Na=23Na = 23
  • Br=79,9Br = 79{,}9
  • H=1H = 1
  • N=14N = 14
  • O=16O = 16
a
Ajuste por el método del ion-electrón la reacción de oxidación-reducción en su forma iónica y en su forma molecular e indique qué especie actúa como agente oxidante y cuál como agente reductor.
b
Calcule la masa de bromo que se obtiene cuando 5,05{,}0 gramos de bromuro de sodio se tratan con 2,52{,}5 gramos de ácido nítrico.
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Datos
  • Kps(BaSOX4)=1,1×10−10K_{ps}(\ce{BaSO4}) = 1{,}1 \times 10^{-10}
a
Justifique si se producirá precipitado al mezclar 160 mL160\,\text{mL} de una disolución 0,01 M0{,}01\,\text{M} de sulfato de sodio con 240 mL240\,\text{mL} de otra disolución de nitrato de bario 0,015 M0{,}015\,\text{M}.
b
Explique de manera razonada cómo se modificará la solubilidad del sulfato de bario si a una disolución saturada de esta sal se le añade sulfato de sodio.
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