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la cuevadel empollón
QuímicaPaís VascoPAU 2024Extraordinaria

Química · País Vasco 2024

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{K}^{-1} \cdot \text{mol}^{-1}
  • R=8,31 J⋅K−1⋅mol−1R = 8{,}31\,\text{J} \cdot \text{K}^{-1} \cdot \text{mol}^{-1}
  • 1 atm=760 mmHg1\,\text{atm} = 760\,\text{mmHg}
  • Masas atómicas (uma): H(1,008)\text{H} (1{,}008)
  • Li(6,941)\text{Li} (6{,}941)
  • C(12,011)\text{C} (12{,}011)
  • O(15,999)\text{O} (15{,}999)
  • P(30,974)\text{P} (30{,}974)
  • Cl(35,453)\text{Cl} (35{,}453)
  • K(39,098)\text{K} (39{,}098)
  • Mn(54,938)\text{Mn} (54{,}938)
  • Ag(107,868)\text{Ag} (107{,}868)
  • Números atómicos: H(Z=1)\text{H} (Z = 1)
  • Na(Z=11)\text{Na} (Z = 11)
  • Mg(Z=12)\text{Mg} (Z = 12)
  • Al(Z=13)\text{Al} (Z = 13)
  • Si(Z=14)\text{Si} (Z = 14)
  • P(Z=15)\text{P} (Z = 15)
  • S(Z=16)\text{S} (Z = 16)
  • Cl(Z=17)\text{Cl} (Z = 17)
Debes responder a CINCO de los siguientes diez ejercicios propuestos. No olvides incluir el código en cada una de las hojas de examen. No contestes ninguna pregunta en este impreso. Esta prueba escrita se compone de 10 ejercicios. • Los ejercicios están distribuidos en tres bloques: Bloque A: consta de 4 problemas de 2,5 puntos, debes responder 2 de ellos. Bloque B: consta de 2 cuestiones de 2 puntos, debes responder a 1 de ellas. Bloque C: consta de 4 cuestiones de 1,5 puntos, debes responder a 2 de ellas. La calificación máxima (entre paréntesis al final de cada pregunta) la alcanzarán aquellos ejercicios que, además de bien resueltos, estén bien explicados y argumentados, cuidando la sintaxis y la ortografía y utilizando correctamente el lenguaje científico, las relaciones entre las cantidades físicas, símbolos, unidades, etc. En caso de responder a más preguntas de las estipuladas, las respuestas se corregirán en orden hasta llegar al número necesario. Los datos generales necesarios para completar todas las preguntas se incluyen conjuntamente en el reverso de esta hoja. Aplica únicamente los datos que necesites en cada caso. Los datos específicos están en cada pregunta.

Ejercicio 1 · BLOQUE A

1BLOQUE A
2,5 puntos
Bloque AProblemas
En un reactor cerrado de 2 L2\,\text{L} se introducen 0,31 moles0{,}31\,\text{moles} de HX2O\ce{H2O} y 0,44 moles0{,}44\,\text{moles} de CHX4\ce{CH4} y la mezcla se calienta a 850 ∘C850\,^{\circ}\text{C}. Cuando se alcanza el equilibrio de la reacción, se observa que hay 0,26 moles0{,}26\,\text{moles} de CO\ce{CO}.CHX4(g)+HX2O(g)⇌CO(g)+3 HX2(g)\ce{CH4(g) + H2O(g) <=> CO(g) + 3H2(g)}
a
Calcular las presiones parciales de cada uno de los gases en equilibrio.1 pt
b
Calcular las constantes de equilibrio KpK_p y KcK_c.1 pt
c
Predecir si es una reacción endotérmica o exotérmica, si al aumentar la temperatura el equilibrio se desplaza hacia los productos.0,5 pts
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Ejercicio 1 · BLOQUE B

1BLOQUE B
2 puntos
Bloque BCuestiones
El fosfato de plata AgX3POX4\ce{Ag3PO4} es una sal insoluble que se empleaba en fotografía.
a
Si en el punto de saturación y a 20 ∘C20\,^{\circ}\text{C} se disuelven 7,4 mg7{,}4\,\text{mg} de la sal en un litro de agua, calcular la constante de solubilidad (KsK_s) a esa temperatura.1 pt
b
Considerando que los fotógrafos preparaban esta sal a partir de nitrato de plata y fosfato de sodio, ¿precipitará AgX3POX4\ce{Ag3PO4} al mezclar 0,5 L0{,}5\,\text{L} de una disolución 0,02 M0{,}02\,\text{M} de AgNOX3\ce{AgNO3} con 0,2 L0{,}2\,\text{L} de una disolución 0,10 M0{,}10\,\text{M} de NaX3POX4\ce{Na3PO4}?1 pt
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Ejercicio 1 · BLOQUE C

1BLOQUE C
1,5 puntos
Bloque CCuestiones
Los investigadores han descubierto los elementos X, Y y Z en un meteorito. Los últimos hallazgos muestran que los átomos presentan 11, 55 y 77 electrones de valencia, respectivamente y en los tres casos, el número de protones está entre 1111 y 1818.
a
Escribir las configuraciones electrónicas de los tres átomos y los cuatro números cuánticos del último electrón de valencia del elemento X.0,5 pts
b
Ordenar los átomos en orden creciente de radio atómico.0,5 pts
c
Dibujar la estructura de Lewis de la molécula YZX3\ce{YZ3}. ¿Cuál es su geometría molecular? ¿Es polar?0,5 pts
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Ejercicio 2 · BLOQUE A

2BLOQUE A
2,5 puntos
Bloque AProblemas
La disolución acuosa de ácido hipocloroso 0,01%0{,}01\% en masa se emplea como antiséptico en la desinfección de superficies infectadas por virus.
a
Calcular la concentración molar del ácido en esa disolución. Considerar que la densidad de la disolución es de 1 g/mL1\,\text{g/mL}.0,5 pts
b
Determinar el pH de la disolución si la constante de acidez es Ka=3,5⋅10−8K_a = 3{,}5 \cdot 10^{-8}.0,75 pts
c
Escribir la reacción que tendrá lugar frente a una misma cantidad de KOH\ce{KOH}. ¿Cómo será el pH final (ácido, básico o neutro)?0,75 pts
d
Calcular la constante de basicidad de la base conjugada del ácido hipocloroso.0,5 pts
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Ejercicio 2 · BLOQUE B

2BLOQUE B
2 puntos
Bloque BCuestiones
Se pretende determinar la concentración exacta del ácido acético en el vinagre comercial. Para ello, se toma 1 mL1\,\text{mL} de vinagre y se emplea una disolución acuosa 0,08 M0{,}08\,\text{M} de NaOH\ce{NaOH} como valorante.
a
Explicar los pasos necesarios para llevar a cabo la valoración acompañándolo con un dibujo esquemático.1 pt
b
Si en el punto de equivalencia se han consumido 12,5 mL12{,}5\,\text{mL} de la disolución de NaOH\ce{NaOH}, calcular la concentración de ácido acético y determinar la acidez en vinagre expresándolo en “g ácido acético / 100 mL disolución”.1 pt
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Ejercicio 2 · BLOQUE C

2BLOQUE C
1,5 puntos
Bloque CCuestiones
En la electrolisis del LiCl\ce{LiCl}, se pasa una corriente de 4 A4\,\text{A} durante 10 h10\,\text{h} a través de la disolución.
Datos
  • F=96500 C mol−1F = 96500\,\text{C mol}^{-1}
a
Describir las reacciones que tienen lugar en los electrodos.0,75 pts
b
Calcular cuánto Li\ce{Li} metálico se forma.0,75 pts
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Ejercicio 3 · BLOQUE A

3BLOQUE A
2,5 puntos
Bloque AProblemas
La combustión de 1 mol1\,\text{mol} de acetileno (etino, CX2HX2\ce{C2H2}) libera 1301,4 kJ1301{,}4\,\text{kJ}:CX2HX2(g)+52 OX2(g)→2 COX2(g)+HX2O(l)\ce{C2H2(g) + 5/2 O2(g) -> 2CO2(g) + H2O(l)}
Datos
  • ΔHf0(kJ mol−1):ΔHf0(COX2,g)=−393,8\Delta H_f^0 (\text{kJ mol}^{-1}): \Delta H_f^0(\ce{CO2}, g) = -393{,}8
  • ΔHf0(HX2O,l)=−285,8\Delta H_f^0(\ce{H2O}, l) = -285{,}8
  • ΔHf0(CX2HX2,l)=210,4\Delta H_f^0(\ce{C2H2}, l) = 210{,}4
  • S0(J mol−1K−1):S0(CX2HX2,g)=227,4S^0 (\text{J mol}^{-1} \text{K}^{-1}): S^0(\ce{C2H2}, g) = 227{,}4
  • S0(CX2HX2,l)=134,8S^0(\ce{C2H2}, l) = 134{,}8
a
Calcular la entalpía de formación del acetileno gaseoso.1 pt
b
¿Cuál es la variación de entalpía del proceso de vaporización del acetileno?0,5 pts
c
¿Cuál es la variación de entropía del proceso de vaporización del acetileno?0,5 pts
d
Determinar la temperatura de ebullición del acetileno considerando que la especie líquida y gaseosa se encuentran en equilibrio.0,5 pts
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Ejercicio 3 · BLOQUE C

3BLOQUE C
1,5 puntos
Bloque CCuestiones
Considera las siguientes sustancias: CuX2O\ce{Cu2O}, HX2O\ce{H2O}, HX2S\ce{H2S}, C\ce{C} (diamante).
a
Determinar el tipo de enlace presente en cada caso: metálico, iónico, molécula covalente, o red covalente.0,5 pts
b
¿Cuáles son las interacciones intermoleculares en las especies moleculares?0,5 pts
c
Asignar un punto de fusión a cada sustancia. Razonar la respuesta.0,5 pts
TfT_f (∘^{\circ}C)355001235-86
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Ejercicio 4 · BLOQUE A

4BLOQUE A
2,5 puntos
Bloque AProblemas
La reacción entre KMnOX4\ce{KMnO4} y KCl\ce{KCl} se da en ambiente ácido en presencia de HX2SOX4\ce{H2SO4}.KMnOX4(aq)+HX2SOX4(aq)+KCl(aq)→MnSOX4(aq)+ClX2(g)+HX2O(l)+KX2SOX4(aq)\ce{KMnO4(aq) + H2SO4(aq) + KCl(aq) -> MnSO4(aq) + Cl2(g) + H2O(l) + K2SO4(aq)}
Datos
  • E0(MnOX4X− / MnX2+)=+1,51 VE^0(\ce{MnO4- / Mn^{2+}}) = +1{,}51\,\text{V}
  • E0(ClX2 / ClX−)=+1,36 VE^0(\ce{Cl2 / Cl-}) = +1{,}36\,\text{V}
  • E0(MnOX4X− / MnOX2)=+0,60 VE^0(\ce{MnO4- / MnO2}) = +0{,}60\,\text{V}
a
Indicar la especie oxidante y la reductora. ¿Será la reacción espontánea?0,5 pts
b
Ajustar la reacción molecular por el método del ion-electrón.0,5 pts
c
Calcular la masa de ClX2\ce{Cl2} que se obtiene al mezclar 100 mL100\,\text{mL} de una disolución de KMnOX4\ce{KMnO4} 0,5 M0{,}5\,\text{M} y 10 g10\,\text{g} de KCl\ce{KCl}, si el rendimiento de la reacción es del 69%69\%.1 pt
d
¿Será espontánea la oxidación del cloruro en ambiente básico sabiendo que el permanganato se reduce a MnOX2\ce{MnO2}?0,5 pts
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Ejercicio 4 · BLOQUE C

4BLOQUE C
1,5 puntos
Bloque CCuestiones
Partiendo de la molécula butan-1-ol:
a
Dibujar la fórmula semidesarrollada de un isómero de posición y un isómero de cadena y nombrarlos.0,5 pts
b
El compuesto A se puede obtener de la reacción entre el butan-1-ol y un oxidante fuerte. A reacciona con el butan-1-ol para dar el compuesto B. Identificar los compuestos A y B, proponer las dos reacciones y nombrar todas las especies orgánicas que participan en ellas.1 pt
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