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la cuevadel empollón
QuímicaBalearesPAU 2015Extraordinaria

Química · Baleares 2015

5 ejercicios

Instrucciones

El examen incluye tabla periódica como anexo. Contesta una opción de las dos propuestas. 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.
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Ejercicio 1

1
1 punto
Un científico quiere utilizar nuevos combustibles más eficientes para producir energía y que sean menos contaminantes. Actualmente analiza la posibilidad de combinar la gasolina convencional con etanol o 1-propanol (CX3HX8O\ce{C3H8O}). En la tabla 1 se muestran los calores de combustión de estos compuestos.
Persona repostando combustible en un vehículo.
Calor de combustión (kJ/mol)
Etanol-1371
1-propanol-2020
a
A partir de los datos de calor de combustión, razona cuál es el combustible por unidad de masa que resulta más eficiente desde el punto de vista energético.
b
Sabiendo que el 1-propanol tiene un 2%2\% de impurezas de azufre, ¿qué consecuencia puede tener para la atmósfera la utilización de este combustible?
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Ejercicio 2

2
2 puntos
a
¿Qué tipo de enlace o qué fuerza de interacción debe ser superado para fundir Cu(s)\ce{Cu(s)}? Justifica la respuesta.
b
Indica, justificándolo, si alguno de los siguientes compuestos se disuelve en CClX4\ce{CCl4}: cloruro de potasio y BrX2\ce{Br2}.
c
¿Cuál de los siguientes compuestos tiene mayor energía reticular: NaCl\ce{NaCl} o CaO\ce{CaO}? Razona la respuesta.
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
a
Se mezclan 50 mL50\,\text{mL} de una disolución de Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2} 0,1 M0{,}1\,\text{M} con 75 mL75\,\text{mL} de agua destilada. Teniendo en cuenta que los volúmenes son aditivos, calcula el pH final.
b
Determina el volumen necesario de una disolución de HCl\ce{HCl} 0,2 M0{,}2\,\text{M} para neutralizar 10 mL10\,\text{mL} de la disolución de Ca(OH)X2\ce{Ca(OH)2} 0,1 M0{,}1\,\text{M}. Sin hacer ningún cálculo numérico, razona si la disolución en el punto de equivalencia tendrá un pH ácido, básico o neutro.
c
Indica el material de vidrio necesario para realizar la valoración ácido-base del apartado b) en un laboratorio de química.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Un químico está interesado en la siguiente reacción de formación de dihidrógeno (HX2\ce{H2}) a partir de metano (CHX4\ce{CH4}) y agua:CHX4(g)+HX2O(g)⇌CO(g)+3 HX2(g)Kc(1200 K)=0,26 mol2⋅L−2;ΔH=30 kJ/mol\ce{CH4(g) + H2O(g) <=> CO(g) + 3H2(g)} \quad K_c(1200\,\text{K}) = 0{,}26\,\text{mol}^2 \cdot \text{L}^{-2}; \Delta H = 30\,\text{kJ/mol}
a
Inicialmente, se inyecta de manera simultánea 0,80 moles0{,}80\,\text{moles} de cada gas (CHX4\ce{CH4}, HX2O\ce{H2O}, CO\ce{CO} y HX2\ce{H2}) en un reactor de 2,0 L2{,}0\,\text{L} que se mantiene a 1200 K1200\,\text{K}. Justifica en qué dirección avanzará la reacción para alcanzar el equilibrio químico.
b
Calcula el valor de KpK_p a 1200 K1200\,\text{K}.
c
Una vez alcanzado el equilibrio químico, se aumenta la temperatura. ¿Hacia dónde se desplazará el equilibrio químico? Razona la respuesta.
d
¿Es cierto que el equilibrio químico anterior no se perturbará por un aumento de la presión total del sistema? Justifica la respuesta.
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Ejercicio 5

5
2,5 puntos
El ácido nítrico (HNOX3\ce{HNO3}) reacciona con el ácido sulfhídrico según la siguiente ecuación no ajustada:HNOX3(aq)+HX2S(aq)→S(s)+NO(g)+HX2O(l)\ce{HNO3(aq) + H2S(aq) -> S(s) + NO(g) + H2O(l)}
a
Ajusta la reacción iónica y molecular por el método del ion-electrón.
b
Razona qué especie actúa como oxidante.
c
Determina el volumen de NO(g)\ce{NO(g)}, medido a 60 ∘C60\,^{\circ}\text{C} y 1 atm1\,\text{atm}, que se formará si reaccionan 0,2 moles0{,}2\,\text{moles} de HNOX3\ce{HNO3} con un exceso de HX2S\ce{H2S}.
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Ejercicio 1

1
2 puntos
Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
Datos
  • E0(CuX2+/Cu)=+0,34 VE^0(\ce{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\,\text{V}
  • E0(ZnX2+/Zn)=−0,76 VE^0(\ce{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\,\text{V}
a
En la pila Daniell, que se representa por Zn(s) / ZnX2+(aq,1M) // CuX2+(aq,1M) / Cu(s)\ce{Zn(s) / Zn^{2+}(aq, 1M) // Cu^{2+}(aq, 1M) / Cu(s)}, el cobre se oxida a CuX2+\ce{Cu^{2+}}.
b
En la pila Daniell, las disoluciones de CuSOX4\ce{CuSO4} y de ZnSOX4\ce{ZnSO4} se encuentran en el mismo compartimento para favorecer el tránsito de electrones.
c
La fem estándar de la pila Daniell es de +2,10 V+2{,}10\,\text{V}.
d
Se denomina electrólisis al proceso que consiste en aplicar una energía eléctrica a una reacción redox que ya era espontánea.
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Ejercicio 2

2
2 puntos
El acetileno (CX2HX2\ce{C2H2}) es un gas a temperatura ambiente. Se ha comprobado que cuando se quema un gramo de acetileno en exceso de OX2\ce{O2} se desprenden 50 kJ50\,\text{kJ}.
Datos
  • ΔHf0[COX2(g)]=−394 kJ/mol\Delta H^0_f [\ce{CO2(g)}] = -394\,\text{kJ/mol}
  • ΔHf0[HX2O(l)]=−286 kJ/mol\Delta H^0_f [\ce{H2O(l)}] = -286\,\text{kJ/mol}
a
Determina el valor de su entalpía de combustión, expresado en kJ/mol\text{kJ/mol}.
b
Calcula la entalpía estándar de formación del acetileno.
c
En la botella de acetileno aparece el siguiente pictograma. Indica su significado.
Pictograma de peligro de sustancia inflamable (llama negra sobre fondo blanco con borde rojo).
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Ejercicio 3

3
2 puntos
a
Se ha medido el pH de una disolución acuosa de amoníaco (NHX3\ce{NH3}) a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C} y se ha obtenido un valor de 11,5011{,}50. Sabiendo que la constante de basicidad (KbK_b) es 1,8⋅10−51{,}8 \cdot 10^{-5} calcula la concentración inicial de amoníaco en la disolución.
b
Explica la geometría y la polaridad de la molécula de NHX3\ce{NH3}.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Considerando el equilibrio existente entre el oxígeno molecular (OX2\ce{O2}) y el ozono, de acuerdo con la reacción:3 OX2(g)⇌2 OX3(g)ΔH=+284 kJ/mol\ce{3O2(g) <=> 2O3(g)} \quad \Delta H = +284\,\text{kJ/mol}
a
Justifica hacia dónde se desplaza el equilibrio si la temperatura disminuye 50 ∘C50\,^{\circ}\text{C}.
b
¿Es cierto que la variación de entropía para la formación de ozono es negativa? Razona la respuesta.
c
Si añadimos más OX2\ce{O2} al sistema, ¿hacia dónde se desplazará el equilibrio? Justifica la respuesta.
d
¿Qué importancia tiene la molécula de OX3\ce{O3} para la atmósfera?
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Ejercicio 5

5
2 puntos
La configuración electrónica de un elemento A es [Kr]5s1[\text{Kr}]5s^1, y la de un elemento B es [Ne]3s23p5[\text{Ne}]3s^2 3p^5.
a
Justifica si el elemento A se trata de un metal o de un no-metal.
b
¿Qué elemento tiene el mayor radio atómico? Razona la respuesta.
c
Escribe el conjunto de números cuánticos que describen el orbital donde se encuentra el electrón del elemento A de su última capa.
d
¿Qué tipo de compuesto binario se formará entre el elemento A y el B: AB o ABX2\ce{AB2}? Justifica la respuesta.
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