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la cuevadel empollón
QuímicaMadridPAU 2010ExtraordinariaVariante 1

Química · Madrid 2010

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
La prueba consta de dos OPCIONES, A y B, y el alumno debe optar por una de las OPCIONES y resolver las tres cuestiones y los dos problemas planteados en ella, sin que pueda elegir cuestiones o problemas de opciones opuestas. Cada cuestión o problema puntuará sobre un máximo de dos puntos. No se contestará ninguna pregunta en este impreso. TIEMPO: una hora y treinta minutos.

Ejercicio 1 · A · Cuestiones

1A · Cuestiones
2 puntos
Considere las sustancias: cloruro de potasio, agua, cloro y sodio.
a
Indique el tipo de enlace que presenta cada una de ellas.0,5 pts
b
Escriba las configuraciones de Lewis de aquellas que sean covalentes.0,5 pts
c
Justifique la polaridad del enlace en las moléculas covalentes.0,5 pts
d
Justifique la geometría y el momento dipolar de la molécula de agua.0,5 pts
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Ejercicio 1 · A · problemas

1Opción A
2 puntos
Problemas
El etanol se utiliza como alternativa a la gasolina en algunos motores de vehículos.
Datos
  • NA=6,022⋅1023 mol−1N_A = 6{,}022 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
  • R=0,082 atm⋅L⋅mol−1⋅K−1R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
  • Energías de enlace (kJ⋅mol−1\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}): C−C:347\ce{C-C}: 347
  • C−O:351\ce{C-O}: 351
  • C−H:414\ce{C-H}: 414
  • O−H:460\ce{O-H}: 460
  • Entalpías de formación (kJ⋅mol−1\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}): Etanol (l) =−277,6= -277{,}6
  • Agua (l) =−285,8= -285{,}8
  • Dióxido de carbono (g) =−393,5= -393{,}5
a
Escriba la reacción ajustada de combustión del etanol para dar dióxido de carbono y agua, y calcule la energía liberada cuando se quema una cantidad de etanol suficiente para producir 100 L100\,\text{L} de dióxido de carbono, medido a 1 atm1\,\text{atm} y 25 ∘C25\,^\circ\text{C}.1 pt
b
Calcule la energía necesaria para romper todos los enlaces de una molécula de etanol, expresando el resultado en eV\text{eV}.1 pt
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
Considerando los elementos Na\ce{Na}, Mg\ce{Mg}, Si\ce{Si} y Cl\ce{Cl}:
a
Indique los números cuánticos del electrón más externo del Na\ce{Na}.0,5 pts
b
Ordene los elementos por orden creciente de tamaño y justifique la respuesta.0,5 pts
c
Ordene los elementos por orden creciente de su primer potencial de ionización y justifique la respuesta.0,5 pts
d
Escriba la configuración electrónica de las especies NaX+\ce{Na+}, MgX2+\ce{Mg^{2+}}, Si\ce{Si} y ClX−\ce{Cl-}.0,5 pts
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Ejercicio 2 · A · Cuestiones

2A · Cuestiones
2 puntos
Nombre los siguientes compuestos e indique si disoluciones acuosas de los mismos, de igual concentración, serían ácidas, básicas o neutras. Justifique las respuestas mediante las ecuaciones iónicas que correspondan en cada caso:
a
KBr\ce{KBr}0,5 pts
b
LiX2COX3\ce{Li2CO3}0,5 pts
c
NaX2S\ce{Na2S}0,5 pts
d
NHX4NOX3\ce{NH4NO3}0,5 pts
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Ejercicio 2 · A · problemas

2Opción A
2 puntos
Problemas
En un recipiente de 14 L14\,\text{L} de volumen se introducen 3,2 moles3{,}2\,\text{moles} de nitrógeno y 3 moles3\,\text{moles} de hidrógeno. Cuando se alcanza el equilibrio a 200 ∘C200\,^\circ\text{C} se obtienen 1,6 moles1{,}6\,\text{moles} de amoniaco.
Datos
  • Masas atómicas: N=14N = 14
  • H=1H = 1
  • 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
Formule y ajuste la reacción.0,5 pts
b
Calcule el número de moles de HX2\ce{H2} y de NX2\ce{N2} en el equilibrio.0,5 pts
c
Calcule los valores de las presiones parciales en el equilibrio de HX2\ce{H2}, NX2\ce{N2} y NHX3\ce{NH3}.0,5 pts
d
Calcule KcK_c y KpK_p a 200 ∘C200\,^\circ\text{C}.0,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
La síntesis del amoniaco según la reacción en fase gaseosa, NX2+3 HX2→2 NHX3\ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}, es un buen ejemplo para diferenciar factores cinéticos y termodinámicos.
Datos
  • ΔHf0(NHX3)<0\Delta H_f^0(\ce{NH3}) < 0
a
Escriba la expresión para calcular la entalpía de reacción en función de las entalpías de formación y justifique que dicha reacción es exotérmica.0,5 pts
b
Justifique desde el punto de vista termodinámico, que dicha reacción está favorecida a bajas temperaturas.0,5 pts
c
Justifique desde el punto de vista cinético, que dicha reacción está favorecida a altas temperaturas.0,5 pts
d
Escriba la expresión para KpK_p en función de la presión total.0,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
El dicromato de potasio oxida al yoduro de sodio en medio ácido sulfúrico originándose entre otros, sulfato de sodio, sulfato de cromo (III) y yodo.
Datos
  • E0(CrX2OX7X2−/CrX3+)=1,33 VE^0(\ce{Cr2O7^{2-}/Cr^{3+}}) = 1{,}33\,\text{V}
  • E0(ClX2/ClX−)=1,36 VE^0(\ce{Cl2/Cl-}) = 1{,}36\,\text{V}
a
Formule las semirreacciones de oxidación y reducción.0,5 pts
b
Formule la reacción iónica y diga cuáles son las especies oxidante y reductora.0,5 pts
c
Formule la reacción molecular.0,5 pts
d
Justifique si el dicromato de potasio oxidaría al cloruro de sodio.0,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Considere las siguientes reacciones químicas: (I) A+B→C;ΔHI=−145 kJ\ce{A} + \ce{B} \mathrel{\ce{->}} \ce{C}; \Delta H_I = -145\,\text{kJ} (II) 3 A→D+E;ΔHII=+250 kJ\ce{3A} \mathrel{\ce{->}} \ce{D} + \ce{E}; \Delta H_{II} = +250\,\text{kJ}
a
Dibuje un diagrama entálpico para cada una de las reacciones, justificando los dibujos.1 pt
b
Considerando que las dos reacciones anteriores tienen variación de entropía negativa (ΔS<0)(\Delta S < 0), indique razonadamente cuál de ellas no puede ser espontánea a ninguna temperatura.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
El cadmio metálico reacciona con ácido nítrico concentrado produciendo monóxido de nitrógeno, como uno de los productos de la reacción:
Datos
  • Masa atómica de Cd=112\ce{Cd} = 112
  • E0(CdX2+/CdX0)=−0,40 VE^0(\ce{Cd^{2+}/Cd^0}) = -0{,}40\,\text{V}
  • E0(NOX3X−/NO)=0,96 VE^0(\ce{NO3-/NO}) = 0{,}96\,\text{V}
a
Escriba y ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción así como la ecuación iónica global.0,75 pts
b
Calcule el potencial de la reacción y justifique si la reacción se produce de manera espontánea.0,5 pts
c
¿Qué volumen de ácido nítrico 12 M12\,\text{M} es necesario para consumir completamente 20,2 gramos20{,}2\,\text{gramos} de cadmio?0,75 pts
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Una disolución acuosa 0,2 M0{,}2\,\text{M} del ácido cianhídrico HCN\ce{HCN} está ionizada un 0,16 %0{,}16\,\%. Calcule:
a
La constante de acidez.1 pt
b
El pH\text{pH} y la concentración de OHX−\ce{OH-} de la disolución.1 pt
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