QuímicaComunidad ValencianaPAU 2013Ordinaria

Química · Comunidad Valenciana 2013

5 ejercicios

Instrucciones

BAREMO DEL EXAMEN: El alumno deberá elegir una opción (A o B) y contestar a las 3 cuestiones y los 2 problemas de la opción elegida. En cada cuestión/problema la calificación máxima será de 2 puntos; en cada apartado se indica la calificación máxima que se puede obtener.

Elige una opción

2 puntos

Considere los elementos X e Y cuyos números atómicos son 8 y 17, respectivamente, y responda razonadamente a las cuestiones siguientes:

Escriba las configuraciones electrónicas de cada uno de los elementos X e Y.0,5 pts

0,5 pts

Deduzca la fórmula molecular más probable del compuesto formado por X e Y.0,5 pts

0,5 pts

A partir de la estructura de Lewis del compuesto formado por X e Y, prediga su geometría molecular.0,5 pts

0,5 pts

Explique si la molécula formada por X e Y es polar o apolar.0,5 pts

0,5 pts

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2 puntos

La descomposición de la piedra caliza,

\ce{CaCO3(s)}

, en cal viva,

\ce{CaO(s)}

, y

\ce{CO2(g)}

, se realiza en un horno de gas.

Datos

Masas atómicas: $H = 1$
$C = 12$
$O = 16$
$Ca = 40{,}1$
Entalpías de formación estándar, $\Delta H^o_f (\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1})$ : $\ce{CaCO3(s)} = -1207$
$\ce{CaO(s)} = -635$
$\ce{CO2(g)} = -393{,}5$
$\ce{C4H10(g)} = -125{,}6$
$\ce{H2O(l)} = -285{,}8$

Escriba la reacción ajustada de la descomposición de la caliza y calcule la cantidad de energía, en forma de calor, necesaria para obtener 1000 kg de cal viva,

\ce{CaO(s)}

, por descomposición de la cantidad adecuada de

\ce{CaCO3(s)}

.1 pt

1 pt

Si el calor proporcionado al horno en el apartado anterior proviene de la combustión del butano,

\ce{C4H10(g)}

, ¿qué cantidad de butano (en kg) será necesario quemar para la obtención de los 1000 kg de cal viva,

\ce{CaO(s)}

?1 pt

1 pt

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2 puntos

El ácido fluorhídrico,

\ce{HF(ac)}

, es un ácido débil cuya constante de acidez,

K_a

, vale

6{,}3 \cdot 10^{-4}

. Responda, razonadamente, si son verdaderas o falsas cada una de las siguientes afirmaciones:

El pH de una disolución

0{,}1\,\text{M}

\ce{HF}

es mayor que el pH de una disolución

0{,}1\,\text{M}

de ácido clorhídrico (

\ce{HCl}

).0,5 pts

0,5 pts

El grado de disociación del ácido

\ce{HF}

aumentará al añadir iones

\ce{H+}

a la disolución.0,5 pts

0,5 pts

El grado de disociación del ácido

\ce{HF}

aumentará al añadir iones hidroxilo,

\ce{OH-}

, a la disolución.0,5 pts

0,5 pts

Una disolución acuosa de

\ce{NaF}

tendrá un pH neutro.0,5 pts

0,5 pts

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2 puntos

A 182 ºC el pentacloruro de antimonio,

\ce{SbCl5(g)}

, se disocia parcialmente según el siguiente equilibrio:

\ce{SbCl5(g) <=> SbCl3(g) + Cl2(g)}

Se introduce cierta cantidad de

\ce{SbCl5(g)}

en un recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho el vacío, y se calienta a

182\,^\circ\text{C}

. Cuando se alcanza el equilibrio, a la citada temperatura, la presión total en el interior del recipiente es de

1{,}00\,\text{atmósferas}

y el grado de disociación del

\ce{SbCl5(g)}

es del

29{,}2\%

Datos

$R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} / \text{mol} \cdot \text{K}$

Calcule el valor de

K_p

y de

K_c

.1,2 pts

1,2 pts

Si cuando se alcanza el equilibrio, a la citada temperatura, el

\ce{SbCl5(g)}

se ha disociado al

60\%

¿cuál será la presión total en el interior del recipiente?0,8 pts

0,8 pts

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2 puntos

Para la reacción,

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

, la ley de velocidad es:

v = k \cdot [\ce{NO}]^2 \cdot [\ce{O2}]

. Cuando las concentraciones iniciales son

[\ce{NO}]_0 = 2{,}0 \cdot 10^{-3}

[\ce{O2}]_0 = 1{,}0 \cdot 10^{-3}\,(\text{mol} \cdot \text{L}^{-1})

, la velocidad inicial de reacción es

26{,}0 \cdot 10^{-6}\,\text{mol} \cdot \text{L}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}

Determine las unidades de la constante de velocidad

k

.0,4 pts

0,4 pts

Calcule el valor de la constante de velocidad,

k

, de la reacción.0,8 pts

0,8 pts

Calcule la velocidad de reacción si las concentraciones iniciales son

[\ce{NO}]_0 = 1{,}0 \cdot 10^{-3}

[\ce{O2}]_0 = 1{,}0 \cdot 10^{-3}\,(\text{mol} \cdot \text{L}^{-1})

.0,8 pts

0,8 pts

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2 puntos

Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:

Datos

Números atómicos: $H = 1$
$Be = 4$
$C = 6$
$N = 7$
$O = 8$
$Cl = 17$

Escriba las configuraciones electrónicas de las siguientes especies químicas:

\ce{Be^{2+}}

\ce{Cl}

\ce{Cl-}

\ce{C^{2-}}

.0,8 pts

0,8 pts

Represente la estructura de Lewis de cada una de las siguientes especies químicas y prediga su geometría molecular:

\ce{NCl3}

\ce{BeH2}

\ce{NH4+}

.0,9 pts

0,9 pts

Explique si las moléculas

\ce{BeH2}

\ce{NCl3}

tienen o no momento dipolar.0,3 pts

0,3 pts

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2 puntos

El titanio es un metal con numerosas aplicaciones debido a su baja densidad y resistencia a la corrosión. La primera etapa en la obtención del titanio es la conversión de la mena rutilo,

\ce{TiO2(s)}

, en tetracloruro de titanio,

\ce{TiCl4(g)}

, mediante reacción con carbono y cloro, de acuerdo con la siguiente reacción (no ajustada):

\ce{TiO2(s) + C(s) + Cl2(g) -> TiCl4(g) + CO(g)}

Datos

Masas atómicas: $C = 12$
$O = 16$
$Cl = 35{,}5$
$Ti = 47{,}9$
$R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} / \text{mol} \cdot \text{K}$

Ajuste la reacción y calcule los gramos de

\ce{TiCl4}

que se obtendrán al hacer reaccionar 500 g de una mena de

\ce{TiO2}

del

85{,}3\%

de riqueza, con

426{,}6\,\text{g}

de cloro y en presencia de un exceso de carbono.1,2 pts

1,2 pts

Si la reacción anterior se lleva a cabo en un horno de

125\,\text{L}

de volumen, cuya temperatura se mantiene a

800\,^\circ\text{C}

¿cuál será la presión en su interior cuando finalice la reacción?0,8 pts

0,8 pts

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2 puntos

Para cierta reacción química

\Delta H^\circ = +10{,}2\,\text{kJ}

\Delta S^\circ = +45{,}8\,\text{J} \cdot \text{K}^{-1}

. Indique, razonadamente, si son verdaderas o falsas cada una de las siguientes afirmaciones:

Se trata de una reacción espontánea porque aumenta la entropía.0,5 pts

0,5 pts

Se trata de una reacción que libera energía en forma de calor.0,5 pts

0,5 pts

Es una reacción en que los productos están más ordenados que los reactivos.0,5 pts

0,5 pts

25\,^\circ\text{C}

la reacción no es espontánea.0,5 pts

0,5 pts

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2 puntos

El yodo,

\ce{I2(s)}

, es poco soluble en agua. Sin embargo, en presencia de ión yoduro,

\ce{I-(ac)}

, aumenta su solubilidad debido a la formación de ión triyoduro,

\ce{I3-(ac)}

, de acuerdo con el siguiente equilibrio:

\ce{I2(ac) + I-(ac) <=> I3-(ac)}; \quad K_c = 720

Si a

50\,\text{mL}

de una disolución

0{,}025\,\text{M}

en yoduro,

\ce{I-(ac)}

, se le añaden

0{,}1586\,\text{g}

de yodo,

\ce{I2(s)}

, calcule:

Datos

Masa atómica: $I = 126{,}9$
Nota: suponga que la adición de sólido no modifica el volumen de la disolución

La concentración de cada una de las especies presentes en la disolución una vez se alcance el equilibrio.1 pt

1 pt

Si una vez alcanzado el equilibrio del apartado a) se añaden

0{,}0635\,\text{g}

de yodo(s), a los

50\,\text{mL}

de la mezcla anterior ¿cuál será la concentración de yodo cuando se alcance el nuevo equilibrio?1 pt

1 pt

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2 puntos

Complete las siguientes reacciones y nombre los compuestos orgánicos que intervienen.

\ce{CH3-CH=CH-CH3 + Cl2}

0,5 pts

\ce{CH3-CH=CH-CH3 + O2}

0,5 pts

\ce{CH3-CH2OH} \xrightarrow{\ce{H2SO4, calor}}

0,5 pts

\ce{C6H6 + HNO3} \xrightarrow{\ce{H2SO4 (conc)}}

0,5 pts

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Instrucciones

Ejercicio 1

Ejercicio 2

Ejercicio 3

Ejercicio 4

Ejercicio 5

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