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la cuevadel empollón
QuímicaBalearesPAU 2020Extraordinaria

Química · Baleares 2020

10 ejercicios

Instrucciones

El examen incluye tabla periódica como anexo. Contesta hasta un máximo de 5 preguntas de entre todas las preguntas propuestas a las opciones A y B del examen. Utiliza la tabla periódica adjunta. Puedes usar la calculadora. La puntuación máxima de cada pregunta está indicada al inicio de la pregunta. La nota del examen es la suma de las puntuaciones.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
El COX2\ce{CO2} es un gas abundante en la Tierra, indispensable para la fotosíntesis de las plantas. En un laboratorio de Química, se ha estudiado el efecto de la temperatura sobre la reacción de disociación de COX2(g)\ce{CO2(g)} según la reacción química ajustada siguiente:COX2(g)⇌CO(g)+12 OX2(g)\ce{CO2(g) <=> CO(g) + 1/2 O2(g)}Un químico ha rellenado algunas de las celdas de la tabla 1, donde se indican a tres temperaturas los valores de las concentraciones de reactivos y productos una vez alcanzado el equilibrio químico y el valor de algunas constantes de equilibrio.
Representación esquemática del proceso de la fotosíntesis con entrada de CO2, H2O y radiación solar, y salida de O2 y C6H12O6.
Temperatura, °C[CO2]eq, M[CO]eq, M[O2]eq, MK, mol1/2·L-1/2
15000,048
20000,100,200,25
25000,00250,100,2017,6
a
i) Determina el valor de la constante de equilibrio a 2000 ∘C2000\,^{\circ}\text{C}. ii) A partir de los valores de la tabla 1, ¿se puede deducir si la reacción de disociación del COX2(g)\ce{CO2(g)} es un proceso endotérmico? Razona la respuesta.
b
Formula los compuestos siguientes: ácido carbónico y dietilamina.
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
a
Nombra los compuestos siguientes: CHX2=CHX2\ce{CH2=CH2} y CaClX2\ce{CaCl2}.
b
Explica el tipo de hibridación que presentan los átomos de carbono en la molécula CHX2=CHX2\ce{CH2=CH2}.
c
¿Qué tipo de enlace químico presenta la molécula CaClX2\ce{CaCl2}? Justifica la respuesta.
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
La siguiente reacción química ajustada corresponde a un proceso redox:Cu(s)+2 HX2SOX4(aq)→CuSOX4(aq)+SOX2(g)+2 HX2O(l)\ce{Cu(s) + 2H2SO4(aq) -> CuSO4(aq) + SO2(g) + 2H2O(l)}
a
Identifica la especie oxidante. Justifica la respuesta.
b
Calcula el volumen de SOX2(g)\ce{SO2(g)} que se obtendrá haciendo reaccionar 12,71 g12{,}71\,\text{g} de Cu(s)\ce{Cu(s)} con un exceso de ácido sulfúrico, a 27 ∘C27\,^{\circ}\text{C} de temperatura y a una presión de 750 mm Hg750\,\text{mm Hg}.
c
Indica de forma razonada si la reacción siguiente corresponde a un proceso redox:AgNOX3(aq)+NaCl(aq)→AgCl(aq)+NaNOX3(aq)\ce{AgNO3(aq) + NaCl(aq) -> AgCl(aq) + NaNO3(aq)}
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
En el siglo pasado, el científico alemán Fritz Haber diseñó un proceso para obtener amoníaco a partir de la fijación del nitrógeno del aire, en el cual ocurre la reacción ajustada siguiente:NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)Kc=1,2 L2⋅mol−2 (a 375 ∘C)\ce{N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)} \quad K_c = 1{,}2\,\text{L}^2 \cdot \text{mol}^{-2} \text{ (a } 375\,^{\circ}\text{C)}En un recipiente cerrado y vacío de 3 L3\,\text{L}, se introducen 6 moles6\,\text{moles} de NX2(g)\ce{N2(g)}, 9 moles9\,\text{moles} de HX2(g)\ce{H2(g)} y 12 moles12\,\text{moles} de NHX3(g)\ce{NH3(g)} a 375 ∘C375\,^{\circ}\text{C}.
a
Justifica por qué el sistema no está en equilibrio y explica de forma razonada el sentido hacia donde se desplazará la reacción para alcanzarlo.
b
Una vez alcanzado el equilibrio, ¿se obtendrá más amoníaco si se disminuye el volumen del recipiente? Justifica la respuesta.
c
Calcula el valor de KpK_p a 375 ∘C375\,^{\circ}\text{C}.
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
a
Escribe la configuración electrónica de los iones SX2−\ce{S^{2-}} y ClX−\ce{Cl^{-}}. ¿Cuál de los iones anteriores presenta mayor estabilidad? Razona la respuesta.
b
Los valores de las energías reticulares de los compuestos NaF\ce{NaF} y NaI\ce{NaI} son, respectivamente, −910-910 y −682 kJ⋅mol−1-682\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}. Justifica la diferencia entre los valores de la energía reticular de los compuestos NaF\ce{NaF} y NaI\ce{NaI}.
c
Explica la geometría de la molécula HX2S\ce{H2S} según la TRPECV.
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Indica de manera razonada si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas:
a
El radio atómico del bromo es menor que el del calcio.
b
El fósforo presenta dos electrones desapareados en su estado fundamental.
c
La combinación de números cuánticos (2,1,3,−1/2)(2, 1, 3, -1/2) está permitida.
d
El flúor es el halógeno con mayor electronegatividad del grupo 17 de la tabla periódica.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
a
En un laboratorio se han preparado dos disoluciones por separado de CHX3COOH\ce{CH3COOH} y CHX3COONa\ce{CH3COONa}. Sin hacer ningún cálculo numérico, indica de forma razonada si estas disoluciones son ácidas, básicas o neutras.
Datos
  • Ka(CHX3COOH)=1,8⋅10−5K_a(\ce{CH3COOH}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}
b
¿Qué cantidad (en gramos) de Mg(OH)X2\ce{Mg(OH)2} se debe utilizar para neutralizar completamente 100,0 mL100{,}0\,\text{mL} de una disolución 0,5 M0{,}5\,\text{M} de HCl\ce{HCl}?
c
Indica el material de laboratorio necesario para llevar a cabo una valoración ácido-base.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
El ácido fluorhídrico (HF) es una sustancia tóxica y corrosiva. La constante de acidez de este ácido, a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}, es 6,6⋅10−46{,}6 \cdot 10^{-4}.
a
¿Qué volumen de HF comercial, del 40%40\% en peso y densidad 1,15 g/mL1{,}15\,\text{g/mL}, se necesita para preparar 500 mL500\,\text{mL} de una disolución de HF 0,5 M0{,}5\,\text{M}?
b
¿Cuál es el pH de una disolución de HF 0,5 M0{,}5\,\text{M} a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}?
c
Indica los dos pictogramas de la figura siguiente (A-E) que deben aparecer en la etiqueta de la botella de ácido fluorhídrico. Justifica la respuesta.
Pictograma A: Corrosivo
Pictograma B: Inflamable
Pictograma C: Explosivo
Pictograma D: Tóxico (calavera)
Pictograma E: Comburente
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
La ecuación de velocidad del proceso A+B→C\ce{A + B -> C} es v=k⋅[A][B]v = k \cdot [A] [B]. Indica de manera razonada si las siguientes afirmaciones son correctas:
a
La velocidad de reacción sigue una cinética de primer orden respecto al producto C.
b
Cuando se duplica la concentración de B en el proceso anterior, la velocidad también se duplica.
c
El valor numérico de la constante de velocidad no varía con la temperatura.
d
La velocidad de reacción depende del estado físico de los reactivos.
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Para determinar cuantitativamente el contenido de hierro que contiene una muestra, esta se disuelve en ácido y se lleva a cabo la valoración del ion FeX2+\ce{Fe^{2+}} empleando una solución de permanganato de potasio (KMnOX4)(\ce{KMnO4}) de concentración conocida. La reacción de valoración que tiene lugar es la siguiente:FeX2+(aq)+MnOX4X−(aq)+HX+(aq)→FeX3+(aq)+MnX2+(aq)+HX2O(l)\ce{Fe^{2+}(aq) + MnO4^{-}(aq) + H^{+}(aq) -> Fe^{3+}(aq) + Mn^{2+}(aq) + H2O(l)}
Datos
  • E0(MnOX4X−/MnX2+)=1,51 VE^0(\ce{MnO4^{-}/Mn^{2+}}) = 1{,}51\,\text{V}
  • E0(FeX3+/FeX2+)=0,77 VE^0(\ce{Fe^{3+}/Fe^{2+}}) = 0{,}77\,\text{V}
a
Ajusta la reacción iónica utilizando el método del ion-electrón.
b
Indica, de forma razonada, cuál de los reactivos actúa como reductor.
c
¿Es espontánea la reacción anterior en condiciones estándar? Justifica la respuesta.
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