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la cuevadel empollón
QuímicaMadridPAU 2011Extraordinaria

Química · Madrid 2011

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
La prueba consta de dos opuestos, A y B, y el alumno deben escoger una de las opuestos y resolver las circo preguntas planteadas en ella, sin que pueda elegir preguntas de differentes opuestos. Cada pregunta puntuárá sobre un máximo de dos+puestos. No se contestará ningunaagna presunta en este impreso. TIEMPO: una hora y treinta horas

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
Para los elementos A, B, C y D, de número atómicos 3, 10, 20 y 35, respectivamente:
a
Escribe la configuración electrónica de cada uno de ellos.0,5 pts
b
Indique su situación en la tabla periódica (periodo y grupo).0,5 pts
c
Justifique si los siguientes número cuánticos pueden responder a los electrones más externos de alguno de ellos, indicando aquel: (2,1,0,+1/2)(2,1,0,+1/2); (3,0,1,+1/2)(3,0,1,+1/2); (3,2,1,+1/2)(3,2,1,+1/2); (4,1,1,+1/2)(4,1,1,+1/2).0,5 pts
d
Justifique cuál de elementos tiene la menor reactividad química.0,5 pts
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
Considere los procesos de licuación del hidrógeno: HX2(g)→HX2(l)\ce{H2(g) -> H2(l)}, ΔHl=−1,0 kJ⋅mol−1\Delta H_l = -1{,}0\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}; y de combustión del mismo gas: HX2(g)+12 OX2(g)→HX2O(g)\ce{H2(g)} + \ce{1/2 O2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{H2O(g)}, ΔHc=−242 kJ⋅mol−1\Delta H_c = -242\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a
En ambos procesos ΔS<0\Delta S < 0.0,5 pts
b
Ambos procesos son espontáneos a cualquier temperatura.0,5 pts
c
Para la combustión HX2(l)+12 OX2(g)→HX2O(g)\ce{H2(l)} + \ce{1/2 O2(g)} \mathrel{\ce{->}} \ce{H2O(g)} se tiene ΔHc′=−241 kJ⋅mol−1\Delta H'_c = -241\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}.0,5 pts
d
La energía de cada enlace O−H\ce{O-H} es 242/2 kJ⋅mol−1242/2\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}.0,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
Las siguientes afirmaciones son todas falsas. Reescríbalas para que sean correctas, justificando los cambios realizados:
a
Una disolución acuosa 0,01 M0{,}01\,\text{M} de ácido nítrico tiene pH=4\text{pH} = 4.0,5 pts
b
Un ácido muy débil (Ka<10−8K_a < 10^{-8}) en disolución acuosa da lugar a un pH\text{pH} ligeramente superior a 7.0,5 pts
c
El valor de la constante de basicidad de la piridina (Kb=1,6⋅10−5K_b = 1{,}6 \cdot 10^{-5}) es 4 veces el de la anilina (Kb=4⋅10−10K_b = 4 \cdot 10^{-10}) y, a igualdad de concentraciones, su grado de disociación es 4 veces mayor.0,5 pts
d
Para aumentar una unidad el pH\text{pH} de una disolución acuosa de NaOH\ce{NaOH} es necesario duplicar su concentración.0,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
El hidróxido de magnesio es poco soluble en agua (Ks=1,8⋅10−11K_s = 1{,}8 \cdot 10^{-11}).
a
Formule el equilibrio de disolución del hidróxido de magnesio y escriba la expresión para KsK_s.0,5 pts
b
Calcule la solubilidad en mol⋅L−1\text{mol} \cdot \text{L}^{-1}.0,5 pts
c
¿Cómo afectaría a la solubilidad la adición de ácido clorhídrico?0,5 pts
d
¿Cómo afectaría a la solubilidad la adición de cloruro de magnesio?0,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Se intenta oxidar cobre metálico (Cu→CuX2++2 eX−\ce{Cu} \mathrel{\ce{->}} \ce{Cu^{2+}} + \ce{2e-}) por reacción con ácido nítrico, ácido sulfúrico y ácido clorhídrico. Considerando los potenciales indicados:
Datos
  • E0(ClX2/ClX−)=1,36 VE^0(\ce{Cl2/Cl-}) = 1{,}36\,\text{V}
  • E0(CuX2+/Cu)=0,34 VE^0(\ce{Cu^{2+}/Cu}) = 0{,}34\,\text{V}
  • E0(NOX3X− / NO)=0,96 VE^0(\ce{NO3- / NO}) = 0{,}96\,\text{V}
  • E0(SOX4X2− / SOX2)=0,17 VE^0(\ce{SO4^{2-} / SO2}) = 0{,}17\,\text{V}
a
Escribe y ajuste las semirreacciones de reducción de los tres ácidos.1 pt
b
Calcule E0E^0 para las reacciones de oxidación del cobre con los tres ácidos y justifique que solo una de ellas es espontánea.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Nombre y formule, según corresponda, las siguientes parejas de moléculas orgánicas:
a
CHX3−CO−CHX2−CHX3\ce{CH3-CO-CH2-CH3} y butanal.0,5 pts
b
CHX3−CHX2−CHX2−CHX2OH\ce{CH3-CH2-CH2-CH2OH} y 2–metil–2–propanol.0,5 pts
c
CHX3−CHX2−COOH\ce{CH3-CH2-COOH} y ácido 3–pentenoico.0,5 pts
d
CHX3−CHX2−CHX2−NH−CHX3\ce{CH3-CH2-CH2-NH-CH3} y fenilamina.0,5 pts
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
El acetileno o etino (CX2HX2\ce{C2H2}) se hidrogena para producir etano. Calcule a 298 K298\,\text{K}:
Datos a 298 K298\,\text{K}ΔHf0/kJ⋅mol−1\Delta H^0_f / \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}ΔGf0/kJ⋅mol−1\Delta G^0_f / \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}S0/J⋅mol−1⋅K−1S^0 / \text{J} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}
CX2HX2\ce{C2H2}227209200
CX2HX6\ce{C2H6}-85-33230
a
La entalpía estándar de la reacción.0,5 pts
b
La energía de Gibbs estándar de reacción.0,5 pts
c
La entropía estándar de reacción.0,5 pts
d
La entropía molar del hidrógeno.0,5 pts
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
A 50 mL50\,\text{mL} de una disolución ácida de MnOX4X−\ce{MnO4-} 1,2 M1{,}2\,\text{M} se le añade un trozo de 14,7 g14{,}7\,\text{g} de Ni(s)\ce{Ni(s)}, obteniéndose MnX2+\ce{Mn^{2+}} y NiX2+\ce{Ni^{2+}}.
Datos
  • Masa atómica Ni=58,7\ce{Ni} = 58{,}7
a
Escriba y ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción, y la reacción iónica global.0,5 pts
b
Justifique cuantitativamente que el MnOX4X−\ce{MnO4-} sea el reactivo limitante.0,5 pts
c
Calcule la concentración final de iones NiX2+\ce{Ni^{2+}} y MnX2+\ce{Mn^{2+}} en disolución, suponiendo que el volumen no ha variado.0,5 pts
d
Determine la masa de Ni\ce{Ni} que queda sin reaccionar.0,5 pts
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
Cuando se ponen 0,70{,}7 moles de NX2OX4\ce{N2O4} en un reactor de 10 L10\,\text{L} a 359 K359\,\text{K} se establece el equilibrio NX2OX4(g)⇌2 NOX2(g)\ce{N2O4(g) <=> 2 NO2(g)} y la presión es de 3,3 atm3{,}3\,\text{atm}. 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 molar de todas las especies en el equilibrio.0,75 pts
b
El valor de KcK_c.0,5 pts
c
Si el sistema se comprime hasta reducir el volumen a 8 L8\,\text{L} ¿cuál sería la presión total en el equilibrio?0,75 pts
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
El fenol (CX6HX5OH\ce{C6H5OH}) es un ácido monoprótico muy débil. Una disolución acuosa 0,75 M0{,}75\,\text{M} de fenol tiene un pH=5,0\text{pH} = 5{,}0. Calcule:
a
El grado de disociación.0,5 pts
b
El valor de KaK_a del fenol.0,5 pts
c
La disolución inicial se diluye hasta conseguir que el grado de disociación sea 3,0⋅10−53{,}0 \cdot 10^{-5}. ¿Cuál será la concentración total de fenol tras la dilución?0,5 pts
d
¿Cuál es el pH\text{pH} de la disolución del apartado c)?0,5 pts
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