QuímicaAsturiasPAU 2022Ordinaria

Química · Asturias 2022

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo: 1 hora y 30 minutos

Después de leer atentamente el examen, responda cinco preguntas cualesquiera a elegir entre las diez que se proponen. TIEMPO Y CALIFICACIÓN: 90 minutos. Todas las preguntas se calificarán con un máximo de 2 puntos. El estudiante deberá indicar la agrupación de preguntas que responderá. La selección de preguntas deberá realizarse conforme a las instrucciones planteadas, no siendo válido seleccionar preguntas que sumen más de 10 puntos, ni agrupaciones de preguntas que no coincidan con las indicadas, lo que puede conllevar la anulación de alguna pregunta que se salga de las instrucciones.

1Opción A

2 puntos

Se construye una pila galvánica utilizando las siguientes semicélulas: a) una lámina de zinc sumergida en una disolución acuosa de

\ce{Zn^{2+}(ac)}

; b) un hilo de

\ce{Ag}

sumergido en una disolución acuosa de iones

\ce{Ag+(ac)}

Datos

$E^0(\ce{Ag+/Ag}) = +0{,}80\,\text{V}$
$E^0(\ce{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\,\text{V}$
$E^0(\ce{Fe^{2+}/Fe}) = -0{,}44\,\text{V}$

Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción y la reacción global que se producen, de forma espontánea, durante el funcionamiento de la pila, ajustadas por el método de ion-electrón en forma iónica. Indique la especie química que actúa como oxidante y la que actúa como reductora durante el funcionamiento espontáneo de la pila.1,5 pts

1,5 pts

Si el cátodo se sustituye por un electrodo de hierro sumergido en una disolución de iones

\ce{Fe^{2+}}

¿funcionará espontáneamente la pila?0,5 pts

0,5 pts

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1Opción B

2 puntos

Se introducen

0{,}7

moles de

\ce{Br2}

en un recipiente de

0{,}5\,\text{L}

de capacidad y se eleva la temperatura a

873\,\text{K}

. Una vez establecido el equilibrio

\ce{Br2(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{2Br(g)}

en estas condiciones, el grado de disociación es

0{,}6

Datos

$R = 0{,}082\,\text{atm L K}^{-1}\,\text{mol}^{-1}$

Calcule el valor de

K_c

K_p

a esa temperatura.1 pt

1 pt

Determine las presiones parciales ejercidas por cada componente de la mezcla en el equilibrio.0,5 pts

0,5 pts

iii

Se observa que, si se suministra calor al sistema, aumenta la cantidad de

\ce{Br2(g)}

. Indique razonadamente si la reacción es endotérmica o exotérmica.0,5 pts

0,5 pts

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2Opción A

2 puntos

El valor de la constante del producto de solubilidad a

25\,^\circ\text{C}

del cloruro de plata (

\ce{AgCl}

) es de

1{,}7 \cdot 10^{-10}

Datos

Masa atómica $\ce{Ag} = 107{,}8\,\text{u}$
Masa atómica $\ce{Cl} = 35{,}5\,\text{u}$

Calcule la solubilidad del cloruro de plata en g/L.1 pt

1 pt

Indique, razonadamente, si se formará precipitado cuando añadamos

100\,\text{mL}

de una disolución

1\,\text{M}

\ce{NaCl}

1\,\text{L}

de disolución

0{,}01\,\text{M}

\ce{AgNO3}

.1 pt

1 pt

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2Opción B

2 puntos

La disolución que se obtiene al añadir agua a una disolución acuosa de ácido acético,

\ce{CH3COOH}

, de concentración

C_0

, presenta un valor de

\text{pH} = 3

. Teniendo en cuenta que el volumen final de la disolución es

0{,}4\,\text{L}

, calcule:

Datos

$K_a(\ce{CH3COOH}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}$

La concentración molar inicial de ácido acético en la disolución.1,25 pts

1,25 pts

El volumen de

\ce{NaOH}

1\,\text{M}

necesario para neutralizar la disolución de ácido acético finalmente obtenida.0,75 pts

0,75 pts

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3Opción A

2 puntos

Responda a las siguientes cuestiones sobre valoraciones ácido-base:

En el laboratorio se dispone del material de laboratorio y reactivos que se relacionan: pipeta aforada de

10\,\text{mL}

, disolución acuosa titulada de

\ce{NaOH}

, muestra de vinagre comercial e indicador. Indique el procedimiento experimental a seguir para realizar la determinación del contenido de ácido acético en un vinagre comercial.1 pt

1 pt

Para la valoración de una base débil,

\ce{NH3(ac)}

, con un ácido fuerte,

\ce{HCl(ac)}

, proponga, de forma razonada, el indicador que utilizaría para identificar el punto final de la valoración y el cambio de color que observaría. Indique el material de laboratorio en el que colocaría el indicador utilizado.1 pt

Indicador Color (medio ácido) Intervalo de pH de cambio de color Color (medio básico) Rojo de metilo Rojo 4,8 - 6,0 Amarillo Tornasol Rojo 5,0 - 8,0 Azul Fenolftaleína Incoloro 8,2 - 10,0 Rosa

1 pt

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3Opción B

2 puntos

La determinación de la concentración de peróxido de hidrógeno,

\ce{H2O2}

, en un agua oxigenada puede llevarse a cabo mediante la valoración denominada permanganimetría, de acuerdo con la siguiente ecuación química:

\ce{2KMnO4(ac) + 5H2O2(ac) + 3H2SO4(ac) -> 2MnSO4(ac) + 5O2(g) + 8H2O + K2SO4(ac)}

Datos

Masas atómicas: $H = 1\,\text{u}$
$O = 16\,\text{u}$

Indique el material de laboratorio necesario para realizar la determinación de la concentración de

\ce{H2O2}

en el agua oxigenada comercial, utilizando una disolución de permanganato de potasio. Identifique el material en el que se deposita la disolución acuosa de permanganato y la de agua oxigenada en el inicio de la valoración.1 pt

1 pt

En el laboratorio,

10\,\text{mL}

del agua oxigenada se diluyen con agua hasta

100\,\text{mL}

y se toma una alícuota de

10\,\text{mL}

. La valoración de esta alícuota consume, en el punto de equivalencia,

20\,\text{mL}

de una disolución de permanganato de potasio

0{,}02\,\text{M}

. Calcule la concentración de peróxido de hidrógeno en el agua oxigenada inicial. ¿Cómo se detecta el punto final de la valoración?1 pt

1 pt

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4Opción A

2 puntos

Responda a las siguientes cuestiones sobre enlace y estructura atómica:

Justifique por qué el dióxido de carbono (

\ce{CO2}

) es una molécula apolar, mientras que el agua (

\ce{H2O}

) es una molécula polar.1 pt

Datos

$\ce{H} (Z = 1)$
$\ce{C} (Z = 6)$
$\ce{O} (Z = 8)$
$\chi(\ce{H}) = 2{,}2$
$\chi(\ce{C}) = 2{,}6$
$\chi(\ce{O}) = 3{,}4$

1 pt

Dados los elementos A (

Z = 20

) y B (

Z = 17

) responda, justificando las respuestas, a las siguientes cuestiones:1 pt

1 pt

b.1

Indique la opción correcta que muestra los números cuánticos del electrón diferenciador del elemento

Z = 20

: a)

(4, 1, -1, 1/2)

; b)

(4, 0, -1, -1/2)

; c)

(3, 2, -2, 1/2)

; d)

(4, 0, 0, -1/2)

.0,5 pts

0,5 pts

b.2

Razone qué tipo de enlace se podrá formar entre A y B y cuál será la fórmula del compuesto resultante.0,5 pts

0,5 pts

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4Opción B

2 puntos

Responda a las siguientes cuestiones sobre estructura y propiedades de las moléculas:

Para el anión carbonato,

\ce{CO3^{2-}}

, deduzca la estructura de Lewis. Indique y dibuje la geometría molecular del anión, según la TRPECV, y los ángulos de enlace aproximados.1 pt

Datos

$\ce{C} (Z = 6)$
$\ce{O} (Z = 8)$

1 pt

Los puntos de ebullición normales del 1-propanol (propan-1-ol,

\ce{C3H8O}

) y del metoxietano (etil metil éter,

\ce{C3H8O}

) son

97{,}4\,^\circ\text{C}

7\,^\circ\text{C}

, respectivamente. Justifique la diferencia en los valores de los puntos de ebullición normales de los dos compuestos.1 pt

1 pt

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5Opción A

2 puntos

Responda a las siguientes cuestiones sobre propiedades periódicas y formulación orgánica:

Considere los elementos cuyas configuraciones electrónicas en su estado fundamental son: A:

1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^2

; B:

1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5

. Justifique qué elemento, A ó B presenta un mayor valor de la primera energía de ionización.0,5 pts

0,5 pts

Identifique y nombre los grupos funcionales presentes en los siguientes compuestos:1,5 pts

1,5 pts

b.1

\ce{CH3-CH2-OH}

b.2

\ce{CH3-NH-CH2-CH=CH2}

b.3

\ce{CH3-CH2-CH2-CH2-CHO}

b.4

\ce{CH3-CH2-CH2-CH2-COOH}

b.5

\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CO}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH3}

b.6

\ce{CH3}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{O}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH2}{-}\allowbreak\ce{CH3}

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5Opción B

2 puntos

Responda a las siguientes cuestiones sobre números cuánticos e isomería orgánica:

Indique, justificando la respuesta, si los siguientes grupos de números cuánticos son posibles para un electrón en un átomo:0,5 pts

0,5 pts

a.1

(3, 3, 2, -1/2)

a.2

(3, 2, -3, -1/2)

Formule y nombre los siguientes compuestos orgánicos:1,5 pts

1,5 pts

b.1

Dos alquenos, isómeros de cadena, de fórmula molecular

\ce{C4H8}

b.2

Dos alcoholes, isómeros de posición, de fórmula molecular

\ce{C4H10O}

b.3

Dos isómeros de función de fórmula molecular

\ce{C2H6O}

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Indicador	Color (medio ácido)	Intervalo de pH de cambio de color	Color (medio básico)
Rojo de metilo	Rojo	4,8 – 6,0	Amarillo
Tornasol	Rojo	5,0 – 8,0	Azul
Fenolftaleína	Incoloro	8,2 – 10,0	Rosa

Instrucciones

Ejercicio 1 · Opción A

Ejercicio 1 · Opción B

Ejercicio 2 · Opción A

Ejercicio 2 · Opción B

Ejercicio 3 · Opción A

Ejercicio 3 · Opción B

Ejercicio 4 · Opción A

Ejercicio 4 · Opción B

Ejercicio 5 · Opción A

Ejercicio 5 · Opción B