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la cuevadel empollón
QuímicaCataluñaPAU 2011Extraordinaria

Química · Cataluña 2011

7 ejercicios

Ejercicio 1

1
2 puntos
El hidróxido de magnesio, Mg(OH)X2\ce{Mg(OH)2}, es una sustancia que se utiliza en pequeñas cantidades como antiácido y también como laxante.
a)1 pts
Calcule su solubilidad en agua a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}, y exprésela en mg L−1\text{mg L}^{-1}.
b)1 pts
Sin cambiar la temperatura, explique razonadamente cómo variará la solubilidad del hidróxido de magnesio si, en vez de disolverlo en agua, lo disolvemos en una solución de nitrato de magnesio. ¿Y si lo disolvemos en una solución de ácido clorhídrico?
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Ejercicio 2

2
2 puntos
El ácido sulfúrico es uno de los compuestos más fabricados del mundo. Actualmente, la mayor parte de la producción se utiliza para elaborar fertilizantes, aunque también se utiliza en diversos procesos metalúrgicos o en las baterías de los automóviles. Una de las etapas en el proceso de obtención del ácido sulfúrico es la reacción de oxidación del dióxido de azufre a trióxido de azufre. A partir de los datos de la tabla siguiente, responda a las cuestiones y justifique las respuestas.
Reacción: 2SOX2(g)+OX2(g)⇌2SOX3(g)\ce{2SO2(g) + O2(g) <=> 2SO3(g)}
Temperatura (K)5007001100
Constante de equilibrio en presiones (KpK_p)2,5⋅10102{,}5 \cdot 10^{10}3,0⋅1043{,}0 \cdot 10^41,3⋅10−11{,}3 \cdot 10^{-1}
a)1 pts
¿Para conseguir que la reacción tenga un rendimiento alto, conviene trabajar a temperaturas altas o bajas?
b)1 pts
¿En qué condiciones de presión podemos mejorar el rendimiento de la reacción?
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Ejercicio 3

3
2 puntos
El peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) es un producto de desecho de muchas de las reacciones que tienen lugar en las células vivas. La enzima catalasa provoca su descomposición en productos menos nocivos: 2 HX2OX2(aq)→catalasa2 HX2O(l)+OX2(g)\ce{2H2O2(aq) ->[catalasa] 2H2O(l) + O2(g)} Se puede investigar experimentalmente la cinética de esta reacción midiendo la cantidad de oxígeno gaseoso que se produce con el paso del tiempo. En una primera serie de experimentos en el laboratorio se obtuvieron los datos que se muestran en la tabla siguiente:
Experimento[HX2OX2][\ce{H2O2}] inicial (−1\text{mol L}^{-1})Velocidad inicial (μ−1−1\mu\text{mol L}^{-1} \text{s}^{-1})
10,104,2
20,208,5
30,3012,7
40,4016,8
a)1 pts
Justifique cuál es el orden de reacción respecto al peróxido de hidrógeno y calcule la constante de velocidad de la reacción.
b)1 pts
Si llevamos a cabo una segunda serie de experimentos en el laboratorio, similar a la anterior pero utilizando un conjunto de soluciones de peróxido de hidrógeno de concentraciones más elevadas, obtenemos la representación gráfica siguiente. Justifique cuál es el orden de reacción respecto al peróxido de hidrógeno a concentraciones elevadas. Escriba la ecuación de velocidad en estas condiciones e indique las unidades de la constante de velocidad.
Gráfica de la velocidad inicial frente a la concentración inicial de peróxido de hidrógeno, mostrando una saturación a concentraciones elevadas.
Gráfica de la velocidad inicial frente a la concentración inicial de peróxido de hidrógeno, mostrando una saturación a concentraciones elevadas.
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Ejercicio 4

4
2 puntos

Elija entre la cuestión 4 y la 5.

Dos elementos tienen las configuraciones electrónicas siguientes en el estado fundamental: elemento X: (1s)2(2s)2(2p)2elemento Y: (1s)2(2s)2(2p)4\text{elemento X: } (1s)^2 (2s)^2 (2p)^2 \quad \text{elemento Y: } (1s)^2 (2s)^2 (2p)^4 La primera energía de ionización de uno de los elementos es 1310 kJ mol−11310\,\text{kJ mol}^{-1}, mientras que la del otro es 1090 kJ mol−11090\,\text{kJ mol}^{-1}.
a)1 pts
¿Cuál de los dos elementos tiene un radio atómico más grande? Asigne los valores de la primera energía de ionización a cada uno de los elementos, X e Y. Justifique las respuestas utilizando el modelo atómico de cargas eléctricas.
b)1 pts
Indique, a partir de la figura siguiente, qué tipo de radiación electromagnética habría que utilizar para provocar la ionización del elemento que tiene la primera energía de ionización de 1310 kJ mol−11310\,\text{kJ mol}^{-1}.
Diagrama del espectro electromagnético mostrando frecuencia (Hz) y longitud de onda (m y nm) con las regiones de rayos gamma, rayos X, ultravioleta, visible, infrarrojo, microondas y ondas radioeléctricas.
Diagrama del espectro electromagnético mostrando frecuencia (Hz) y longitud de onda (m y nm) con las regiones de rayos gamma, rayos X, ultravioleta, visible, infrarrojo, microondas y ondas radioeléctricas.
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Ejercicio 5

5
2 puntos

Elija entre la cuestión 4 y la 5.

Queremos determinar la entalpía de reacción de una solución acuosa de HCl\ce{HCl} 2,00 M2{,}00\,\text{M} con una solución acuosa de KOH\ce{KOH} 2,00 M2{,}00\,\text{M}: HX+(aq)+OHX−(aq)→HX2O(l)ΔH=?\ce{H+(aq) + OH-(aq) -> H2O(l)} \quad \Delta H = ?
a)1 pts
Explique el procedimiento experimental que seguiría en el laboratorio, e indique el material que utilizaría y las medidas experimentales que habría que determinar para poder calcular la entalpía de reacción.
b)1 pts
Calcule el calor desprendido cuando se mezclan 100 mL100\,\text{mL} de HCl\ce{HCl} 2,00 M2{,}00\,\text{M} con 250 mL250\,\text{mL} de KOH\ce{KOH} 2,00 M2{,}00\,\text{M}, si experimentalmente hemos determinado que la entalpía de la reacción anterior es −56,1 kJ mol−1-56{,}1\,\text{kJ mol}^{-1}.
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Ejercicio 6

6
2 puntos

Elija entre la cuestión 6 y la 7.

Aunque los cubiertos de plata se oscurecen por la reacción con los compuestos sulfurados que contienen los alimentos, es corriente recubrir de plata cubiertos fabricados con otros metales más baratos. Queremos recubrir de plata una cuchara mediante el proceso electrolítico de una solución acuosa de una sal de plata.
a)1 pts
Justifique si la cuchara debe actuar como ánodo o como cátodo de la celda electrolítica. Haga un dibujo esquemático de este proceso electrolítico: indique el nombre y la polaridad de los electrodos y la reacción que tendrá lugar en el electrodo donde está la cuchara.
b)1 pts
Determine cuántas horas se necesitan para llevar a cabo el recubrimiento, si la cuchara tiene una superficie de 20 cm220\,\text{cm}^2, el espesor del recubrimiento debe ser de 0,010 cm0{,}010\,\text{cm} y por el baño utilizado pasa una corriente de 0,020 A0{,}020\,\text{A}.
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Ejercicio 7

7
2 puntos

Elija entre la cuestión 6 y la 7.

Hay una gran variedad de productos comerciales para limpiar y desinfectar las instalaciones de ordeño de ganado. Incluso se puede utilizar, con esta finalidad, una solución acuosa de hidróxido de sodio preparada con la disolución de 28,8 g28{,}8\,\text{g} de este hidróxido en agua destilada, hasta obtener 10 L10\,\text{L} de solución.
a)1 pts
Calcule el pH de esta solución de limpieza de hidróxido de sodio, a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}.
b)1 pts
Se valora la solución de limpieza de hidróxido de sodio con una solución acuosa de HCl\ce{HCl}, utilizando un sensor de pH. Escriba la reacción de valoración, haga un dibujo aproximado de la curva de valoración e indique dónde se encuentra el punto de equivalencia. Justifique cuál es el pH en este punto de equivalencia.
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