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la cuevadel empollón
QuímicaAsturiasPAU 2024Extraordinaria

Química · Asturias 2024

10 ejercicios

Instrucciones

➢ Responda en el pliego en blanco a cinco preguntas cualesquiera de entre las diez que se proponen. Todas las preguntas se calificaran con un máximo de 2 puntos. ➢ Agrupaciones de preguntas que sumen mas de 10 puntos o no coincidan con las indicadas conllevaran la anulación de la(s) ultima(s) pregunta(s) seleccionada(s) y/o respondida(s).

Ejercicio 1

1
2 puntos
a
Escriba las configuraciones electrónicas de los elementos F\ce{F} y Ca\ce{Ca} (Z=20Z = 20) en su estado fundamental.1 pt
b
Responda, razonadamente, si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos:1 pt
b.1
El F\ce{F} y el Ca\ce{Ca} pueden formar un compuesto iónico.0,25 pts
b.2
El F\ce{F} y el Ca\ce{Ca} pueden formar un compuesto covalente.0,25 pts
b.3
La estequiometría del compuesto es CaF\ce{CaF}.0,25 pts
b.4
La estequiometría del compuesto es CaFX2\ce{CaF2}.0,25 pts
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Ejercicio 2

2
2 puntos
La fórmula de Rydberg puede utilizarse para obtener un valor aproximado de la primera energía de ionización, Ei(1)E_i(1), del átomo de hidrógeno: basta, simplemente, con considerar la transición entre n=1n = 1 y n=∞n = \infty. Calcule, utilizando la fórmula de Rydberg, la primera energía de ionización del átomo de hidrógeno.
Datos
  • R∞=1,0973731568527⋅107 m−1R_{\infty} = 1{,}0973731568527 \cdot 10^7\,\text{m}^{-1}
  • h=6,62606896⋅10−34 J sh = 6{,}62606896 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • c=299792458 m s−1c = 299792458\,\text{m s}^{-1}
  • NA=6,022⋅1023 mol−1N_A = 6{,}022 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Calcule la constante de equilibrio KpK_p de la reacción COX2(g)+HX2(g)⇌CO(g)+HX2O(g)\ce{CO2(g) + H2(g) <=> CO(g) + H2O(g)} a 550 ∘C550\,^{\circ}\text{C}, sabiendo que al mezclar en un recipiente, a esa temperatura, 2,00 mol2{,}00\,\text{mol} de COX2(g)\ce{CO2(g)} y 2,00 mol2{,}00\,\text{mol} de HX2(g)\ce{H2(g)}, se forman, una vez alcanzado el equilibrio (ptot, eq=1,00 atmp_{\text{tot, eq}} = 1{,}00\,\text{atm}), 0,540 mol0{,}540\,\text{mol} de CO(g)\ce{CO(g)} y 0,540 mol0{,}540\,\text{mol} de HX2O(g)\ce{H2O(g)}.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Se ha determinado, a la misma temperatura, pero en cuatro condiciones iniciales diferentes, la velocidad inicial, v0v_0, de la reacción 3 BrOX3X−(aq)+5 BrX−(aq)+6 HX3OX+(aq)→3 BrX2(aq)+9 HX2O(l)\ce{3BrO3^{-}(aq) + 5Br^{-}(aq) + 6H3O^{+}(aq) -> 3Br2(aq) + 9H2O(l)}
Exp.[BrO3-(aq)]0/(mol L-1)[Br-(aq)]0/(mol L-1)[H3O+(aq)]0/(mol L-1)v0/(mol L-1s-1)
10,100,100,101,2·10-3
20,200,100,102,4·10-3
30,100,300,103,5·10-3
40,200,100,155,5·10-3
a
Calcule el orden de la reacción respecto al BrOX3X−\ce{BrO3^{-}}.0,25 pts
b
Calcule el orden de la reacción respecto al BrX−\ce{Br^{-}}.0,25 pts
c
Calcule el orden de la reacción respecto al HX3OX+\ce{H3O+}.0,25 pts
d
Calcule el orden total de la reacción.0,25 pts
e
Calcule la constante cinética.0,5 pts
f
Escriba la ley de velocidad.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
A través de una disolución acuosa que contiene una sal de Cu(II)\ce{Cu(II)}, de anión X\ce{X} desconocido, pero de estequiometría CuXXn\ce{CuX_n}, se hace circular una corriente eléctrica. Se necesitan 123 min123\,\text{min} para que una corriente de 0,100 A0{,}100\,\text{A} reduzca a cobre metálico todo el Cu(II)\ce{Cu(II)} contenido en 1,00 g1{,}00\,\text{g} de dicha sal. Calcule la masa molar de la sal.
Datos
  • F=9,64853399⋅104 C mol−1F = 9{,}64853399 \cdot 10^4\,\text{C mol}^{-1}
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Ejercicio 6

6
2 puntos
El hidróxido de calcio, Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2}, es un sólido poco soluble en agua.
Datos
  • R=8,314472 J K−1 mol−1R = 8{,}314472\,\text{J K}^{-1}\,\text{mol}^{-1}
Ca(OH)X2(s)\ce{Ca(OH)2(s)}CaX2+(aq)\ce{Ca^{2+}(aq)}OHX−(aq)\ce{OH^{-}(aq)}
ΔfG⊖(298,15 K)/(kJ mol−1)\Delta_f G^\ominus (298{,}15\,\text{K}) / (\text{kJ mol}^{-1})−898,49-898{,}49−553,58-553{,}58−157,244-157{,}244
a
Calcule la energía de Gibbs estándar de reacción, ΔrG⊖\Delta_r G^\ominus, a 298,15 K298{,}15\,\text{K}, correspondiente al equilibrio entre el hidróxido de calcio sólido y una disolución acuosa saturada de dicho compuesto.1 pt
b
Calcule, a 298,15 K298{,}15\,\text{K}, la constante de equilibrio, KsolK_{sol} (producto de solubilidad), del proceso anterior.1 pt
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Ejercicio 7

7
2 puntos
a
Se muestra, a continuación, la fórmula estructural desarrollada de la cafeína. Indique, razonadamente, la hibridación de los átomos de carbono C1C_1, C2C_2, C3C_3 y C4C_4.1,25 pts
Fórmula estructural desarrollada de la cafeína con carbonos numerados C1 a C4
b
0,75 pts
b.1
¿Qué nombre recibe el compuesto que se forma al hacer reaccionar benceno, CX6HX6\ce{C6H6}, con bromo, BrX2\ce{Br2}, en presencia de bromuro de hierro(III), FeBrX3\ce{FeBr3}?0,25 pts
b.2
Escriba la fórmula estructural desarrollada de dicho compuesto.0,25 pts
b.3
¿Qué tipo de reacción ha tenido lugar?0,25 pts
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Ejercicio 8

8
2 puntos
a
1,25 pts
a.1
Se muestra, a continuación, la fórmula estructural desarrollada del metanol. Justifique, utilizando la teoría de la repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV), los valores aproximados que toman los ángulos α\alpha y β\beta.0,5 pts
Fórmula estructural del metanol indicando los ángulos alfa (H-C-H) y beta (C-O-H)
a.2
Calcule la incertidumbre asociada a la posición de un electrón si la incertidumbre asociada a su velocidad es 5,97⋅104 m s−15{,}97 \cdot 10^4\,\text{m s}^{-1}.0,75 pts
Datos
  • h=6,62606896⋅10−34 J sh = 6{,}62606896 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • me=9,10938215⋅10−31 kgm_e = 9{,}10938215 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
b
Escriba la fórmula estructural desarrollada de los siguientes compuestos: 1-etil-4-metilciclohexano, 3-etil-5-metilheptano y 6-metilhept-2-en-4-ol.0,75 pts
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Ejercicio 9

9
2 puntos
a
En un vaso de precipitados, a presión atmosférica y temperatura ambiente, se lleva a cabo la siguiente reacción: 5 CX2OX4X2−(aq)+2 MnOX4X−(aq)+16 HX+(aq)→10 COX2(g)+2 MnX2+(aq)+8 HX2O(l)\ce{5C2O4^{2-}(aq) + 2MnO4^{-}(aq) + 16H^{+}(aq) -> 10CO2(g) + 2Mn^{2+}(aq) + 8H2O(l)} El anión CX2OX4X2−\ce{C2O4^{2-}} y el catión MnX2+\ce{Mn^{2+}} son incoloros. Sin embargo, el anión MnOX4X−\ce{MnO4^{-}} presenta un color violeta intenso. Al mezclar los reactivos, el color violeta persiste durante, aproximadamente, un par de minutos. Transcurrido ese tiempo, el color de la disolución empieza a perder intensidad y lo hace cada vez más deprisa, hasta que, finalmente, desaparece por completo. Si la reacción se repite, a presión atmosférica, pero a 60 ∘C60\,^{\circ}\text{C}, el color violeta inicial comienza a atenuarse al poco de mezclar los reactivos y la reacción termina muy rápidamente. Sabiendo que el catión MnX2+\ce{Mn^{2+}} es un catalizador de la reacción, utilice la ecuación de Arrhenius para explicar los fenómenos observados.1,25 pts
b
0,75 pts
b.1
Escriba la fórmula estructural desarrollada del monómero que constituye el poli(cloruro de vinilo).0,5 pts
b.2
¿Qué tipo de polimeración se sigue en la formación del poli(cloruro de vinilo)?0,25 pts
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Ejercicio 10

10
2 puntos
a
En un matraz Erlenmeyer se colocan 20,0 mL20{,}0\,\text{mL} de una disolución acuosa de ácido acético, CHX3COOH\ce{CH3COOH}, de concentración desconocida. Utilizando una bureta, se añade al Erlenmeyer, lentamente, una disolución acuosa de hidróxido de sodio, NaOH\ce{NaOH}, 0,100 M0{,}100\,\text{M}, a la vez que se va registrando el pH de la misma. Los resultados se muestran en la figura. Calcule la concentración de la disolución acuosa de ácido acético.1,25 pts
Gráfica de valoración ácido-base: pH frente a volumen de NaOH añadido en mL
b
Se muestra, a continuación, la fórmula estructural desarrollada de la vitamina C.0,75 pts
Fórmula estructural desarrollada de la vitamina C
b.1
Escriba su fórmula molecular.0,25 pts
b.2
Copie en el pliego en blanco la fórmula del compuesto y señale todos los átomos de carbono asimétricos.0,5 pts
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