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QuímicaBalearesPAU 2020Ordinaria

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. 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
a) Dada la escasez y el precio tan elevado de los derivados del petróleo, se piensa en el dihidrógeno como el combustible que podría sustituirlos. El dihidrógeno reacciona con el oxígeno y produce energía mediante el proceso químico siguiente:2 HX2(g)+OX2(g)→2 HX2O(l)conΔH<0\ce{2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(l)} \quad \text{con} \quad \Delta H < 0
a.1
Justifica que se trata de una reacción de oxidación-reducción.
a.2
Explica, de forma razonada, si esta reacción química es espontánea a temperaturas bajas.
b
Nombra los compuestos CHX3CHX2COOH\ce{CH3CH2COOH} y KCl\ce{KCl}.
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
En el laboratorio, se requieren 30,030{,}0 mL de una disolución 0,50{,}5 M de hidróxido de sodio (NaOH\ce{NaOH}) para neutralizar 20,020{,}0 mL de una disolución de ácido acético (CHX3COOH\ce{CH3COOH}) de concentración desconocida.
a
Escribe la reacción química que tiene lugar durante el proceso de la neutralización.
b
Calcula la molaridad de la disolución inicial de ácido acético.
c
Describe el procedimiento experimental e indica el material necesario para llevar a cabo la valoración ácido-base.
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
El fosgeno (COClX2\ce{COCl2}) es un compuesto utilizado en la fabricación de polímeros, en metalurgia, en la industria farmacéutica y en la fabricación de algunos insecticidas. Se puede obtener a partir de monóxido de carbono y de dicloro, según la reacción química ajustada siguiente:CO(g)+ClX2(g)⇌COClX2(g)\ce{CO(g) + Cl2(g) <=> COCl2(g)}Introducimos una mezcla de 22 moles de CO(g)\ce{CO(g)} y 55 moles de ClX2(g)\ce{Cl2(g)} en un reactor vacío y cerrado y posteriormente lo calentamos hasta 350350 K. Cuando se alcanza el equilibrio químico, se observa que en el reactor hay una presión total de 17,417{,}4 atmósferas y que ha reaccionado 11 mol de CO(g)\ce{CO(g)}.
a
Determina el volumen del reactor.
b
Escribe las expresiones para las constantes de equilibrio KcK_c y KpK_p para esta reacción y determina sus valores a 350350 K.
c
La mezcla gaseosa anterior se trasvasa a un reactor de menos volumen y se deja que el sistema alcance de nuevo el equilibrio químico a 350350 K. ¿Cómo afecta esta modificación al número total de moles de fosgeno? Razona la respuesta.
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
El monóxido de nitrógeno (NO\ce{NO}) es un contaminante que se genera, a veces, como subproducto en un reactor químico. Una forma de eliminarlo consiste en hacerlo reaccionar con dihidrógeno mediante la reacción química ajustada siguiente:2 NO(g)+2 HX2(g)⇌2 HX2O(g)+NX2(g)conΔH<0\ce{2NO(g) + 2H2(g) <=> 2H2O(g) + N2(g)} \quad \text{con} \quad \Delta H < 0Se introducen 1,01{,}0 mol de NO(g)\ce{NO(g)} y 1,01{,}0 mol de HX2(g)\ce{H2(g)} en un recipiente cerrado y vacío de 1010 L, y la mezcla se calienta hasta una temperatura de 800800 K. Cuando la reacción alcanza el equilibrio químico, se comprueba que la mezcla contiene 0,30{,}3 moles de dihidrógeno, además de monóxido de nitrógeno, dinitrógeno y agua.
a
Calcula la constante de equilibrio KcK_c a 800800 K.
b
¿Se puede afirmar que Kp=KcK_p = K_c para la reacción química anterior? Justifica la respuesta.
c
¿Qué efecto tendría sobre la concentración de NO(g)\ce{NO(g)} una disminución de la temperatura? Razona la respuesta.
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
a
Escribe la configuración electrónica de los iones OX2−\ce{O^{2-}} y NX3−\ce{N^{3-}}. ¿Cuál de los iones anteriores será más estable? Razona la respuesta.
b
Los valores de las energías reticulares de los compuestos LiF\ce{LiF} y CsF\ce{CsF} son −1000-1000 y −700 kJ⋅mol−1-700\,\text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}, respectivamente. Justifica la diferencia entre los valores de la energía reticular del LiF\ce{LiF} y del CsF\ce{CsF}.
c
Explica la geometría de la molécula CClX4\ce{CCl4} 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 amoníaco (NHX3\ce{NH3}) es un compuesto polar, mientras que el trifluoruro de boro (BFX3\ce{BF3}) no lo es.
b
El etanol (CX2HX5OH\ce{C2H5OH}) es más soluble en agua que el etano (CX2HX6\ce{C2H6}).
c
El punto de ebullición del sulfuro de dihidrógeno (HX2S\ce{H2S}) es más elevado que el punto de ebullición del agua.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
En el laboratorio disponemos de tres vasos de precipitados (A, B y C) que contienen 5050 mL de soluciones acuosas de la misma concentración, a una temperatura de 2525 ºC. Uno de los vasos contiene una solución de HCl\ce{HCl}, otro contiene una solución de KCl\ce{KCl}, y otro, una solución del ácido débil CHX3CHX2COOH\ce{CH3CH2COOH}. Medimos el pH de las tres soluciones y obtenemos los resultados siguientes:
Vaso de precipitadosABC
pH medido7,01,54,0
a
Identifica el contenido de los vasos A y C. Justifica la respuesta.
b
Si añadimos 100100 mL de agua destilada a cada uno de los vasos y mantenemos la temperatura a 2525 ºC, ¿aumentará, disminuirá o se mantendrá el pH de los vasos A y B? Explica de forma razonada la respuesta.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Se construye una pila galvánica formada por un electrodo de Ag\ce{Ag} sumergido en una disolución de AgNOX3\ce{AgNO3}, un electrodo de Pb\ce{Pb} sumergido en una disolución de Pb(NOX3)X2\ce{Pb(NO3)2}, un puente salino y un voltímetro.
Datos
  • E0(AgX+/Ag)=+0,799 VE^0(\ce{Ag+/Ag}) = +0{,}799\,\text{V}
  • E0(PbX2+/Pb)=−0,130 VE^0(\ce{Pb^{2+}/Pb}) = -0{,}130\,\text{V}
  • E0(AlX3+/Al)=−1,660 VE^0(\ce{Al^{3+}/Al}) = -1{,}660\,\text{V}
a
Calcula el potencial de la pila.
b
Escribe las reacciones redox que tendrán lugar en el ánodo y en el cátodo.
c
¿Se puede afirmar que, si se introduce una barra de aluminio en una disolución de AgNOX3\ce{AgNO3}, la barra se recubrirá de plata? Razona la respuesta.
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
La ecuación de velocidad del siguiente proceso A+B→C\ce{A + B -> C} es v=k⋅[A]2v = k \cdot [A]^2. Indica de manera razonada si las afirmaciones siguientes son verdaderas o falsas:
a
Cuando se duplica la concentración de A en el proceso anterior, la velocidad de reacción también se duplica.
b
La constante de velocidad depende de la temperatura.
c
Las unidades de la constante de velocidad de la expresión anterior se pueden expresar en forma de L2⋅mol−1⋅s−1\text{L}^2 \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}.
d
Si un catalizador aumenta la velocidad de reacción, la energía de activación del proceso también aumenta.
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Una botella de vidrio de un laboratorio químico está etiquetada con la fórmula química siguiente: CHX3−CHX2−CHOH−CHX3\ce{CH3-CH2-CHOH-CH3}.
a
Nombra el compuesto CHX3−CHX2−CHOH−CHX3\ce{CH3-CH2-CHOH-CH3}.
b
Formula un isómero de posición del compuesto CHX3−CHX2−CHOH−CHX3\ce{CH3-CH2-CHOH-CH3}.
c
Formula un isómero de función del compuesto CHX3−CHX2−CHOH−CHX3\ce{CH3-CH2-CHOH-CH3}.
d
Uno de los pictogramas que aparecen en la botella del compuesto CHX3−CHX2−CHOH−CHX3\ce{CH3-CH2-CHOH-CH3} es el siguiente. Indica su significado.
Pictograma de peligro: signo de exclamación negro sobre fondo blanco dentro de un rombo rojo.
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