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la cuevadel empollón
QuímicaAsturiasPAU 2024Ordinaria

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 calificarán con un máximo de 2 puntos. Agrupaciones de preguntas que sumen más de 10 puntos o no coincidan con las indicadas conllevarán la anulación de la(s) última(s) pregunta(s) seleccionada(s) y/o respondida(s).

Ejercicio 1

1
2 puntos
Represente las estructuras de Lewis de las siguientes especies e indique su geometría:
a
BFX4X−\ce{BF4^-}
Estructura de Lewis del ion tetrafluoroborato
b
HX2S\ce{H2S}
c
CClX4\ce{CCl4}
Estructura de Lewis del tetracloruro de carbono
d
CSX2\ce{CS2}
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Utilice un ciclo de Born-Haber para calcular la entalpía estándar de red, ΔredH⊖\Delta_{\text{red}} H^{\ominus}, del NaCl(s)\ce{NaCl(s)}.
Datos
  • Ei(Na)=496 kJ mol−1E_{\text{i}}(\ce{Na}) = 496\,\text{kJ mol}^{-1} (primera energía de ionización)
  • Eea(Cl)=−349 kJ mol−1E_{\text{ea}}(\ce{Cl}) = -349\,\text{kJ mol}^{-1} (primera afinidad electrónica)
  • ΔfH∘(NaCl(s))=−411 kJ mol−1\Delta_{\text{f}} H^{\circ}(\ce{NaCl(s)}) = -411\,\text{kJ mol}^{-1}
  • ΔfH∘(Na(g))=108 kJ mol−1\Delta_{\text{f}} H^{\circ}(\ce{Na(g)}) = 108\,\text{kJ mol}^{-1}
  • ΔfH∘(Cl(g))=122 kJ mol−1\Delta_{\text{f}} H^{\circ}(\ce{Cl(g)}) = 122\,\text{kJ mol}^{-1}
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Considere la reacción NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)\ce{N2(g)} + \ce{3H2(g)} \mathrel{\ce{<=>}} \ce{2NH3(g)}. A una TT determinada, una mezcla gaseosa de NX2(g)\ce{N2(g)}, HX2(g)\ce{H2(g)} y NHX3(g)\ce{NH3(g)} se encuentra en un estado de equilibrio. Las cantidades de los tres componentes de la mezcla gaseosa en ese estado de equilibrio se muestran a continuación. La presión de la mezcla gaseosa en dicho estado es ptot, eq=1,00 atmp_{\text{tot, eq}} = 1{,}00\,\text{atm}.
NX2(g)\ce{N2(g)}HX2(g)\ce{H2(g)}NHX3(g)\ce{NH3(g)}
neq/moln_{\text{eq}} / \text{mol}3,003,001,001,001,001,00
a
Calcule el valor de KpK_p.1 pt
b
Manteniendo la mezcla gaseosa a ptot, eq=1,00 atmp_{\text{tot, eq}} = 1{,}00\,\text{atm} y TT, se añaden 0,100 mol0{,}100\,\text{mol} de NX2(g)\ce{N2(g)}. Calcule, en esta nueva situación, el valor del cociente de reacción, QpQ_p.0,5 pts
c
Compare los valores de KpK_p y QpQ_p para predecir hacia dónde se desplazará la reacción.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
a) Calcule, a 298,15 K298{,}15\,\text{K}, la entalpía estándar de reacción, ΔrH⊖\Delta_{\text{r}} H^{\ominus}, correspondiente a la combustión del metano. b) Indique, razonadamente, si la reacción es exotérmica o endotérmica.
COX2(g)\ce{CO2(g)}HX2O(l)\ce{H2O(l)}CHX4(g)\ce{CH4(g)}
ΔfH⊖(298,15 K)/(kJ mol−1)\Delta_{\text{f}} H^{\ominus} (298,15\,\text{K}) / (\text{kJ mol}^{-1})−393,1-393,1−285,5-285,5−74,8-74,8
a
Calcule, a 298,15 K298{,}15\,\text{K}, la entalpía estándar de reacción, ΔrH⊖\Delta_{\text{r}} H^{\ominus}, correspondiente a la combustión del metano.1,5 pts
b
Indique, razonadamente, si la reacción es exotérmica o endotérmica.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Calcule, a 25 ∘C25\,^{\circ}\text{C}, el pH de una disolución acuosa 0,0100 M0{,}0100\,\text{M} de HNOX2\ce{HNO2}.
Datos
  • Ka(25 ∘C)=5,52⋅10−4K_{\text{a}}(25\,^{\circ}\text{C}) = 5{,}52 \cdot 10^{-4}
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Ejercicio 6

6
2 puntos
Calcule la energía de Gibbs estándar de reacción, ΔrG⊖\Delta_{\text{r}} G^{\ominus}, a 298,15 K298{,}15\,\text{K}, correspondiente al proceso que ocurre en una celda galvánica que utiliza los sistemas redox CuX2+(aq)/Cu(s)\ce{Cu^{2+}(aq)/Cu(s)} y ZnX2+(aq)/Zn(s)\ce{Zn^{2+}(aq)/Zn(s)}.
Datos
  • F=9,64853399⋅104 C mol−1F = 9{,}64853399 \cdot 10^4\,\text{C mol}^{-1}
E⊖(298,15 K)/VE^{\ominus} (298,15\,\text{K}) / \text{V}
CuX2+(aq)+2 eX−⇌Cu(s)\ce{Cu^{2+}(aq) + 2e^- <=> Cu(s)}0,3400,340
ZnX2+(aq)+2 eX−⇌Zn(s)\ce{Zn^{2+}(aq) + 2e^- <=> Zn(s)}−0,763-0,763
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Ejercicio 7

7
2 puntos
a
Responda a las siguientes cuestiones sobre estructura atómica y enlace:1,25 pts
a.1
En la tabla aparecen cuatro posibles espín-orbitales descritos por sus correspondientes números cuánticos. Indique, razonadamente, cuál de ellos puede corresponderse con un electrón de la capa de valencia del átomo de azufre en su estado fundamental.0,5 pts
nlmlms
1322+1/2
2311+1/2
3210+1/2
4320-1/2
a.2
Indique el tipo de enlace químico que existe en las siguientes sustancias: fluoruro de litio (LiF), hierro (Fe) y diamante (C).0,75 pts
b
Escriba la fórmula estructural desarrollada de los siguientes compuestos: 3-bromociclohex-1-eno, 2-metilpentano y but-3-en-1-ol.0,75 pts
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Ejercicio 8

8
2 puntos
a
Escriba las configuraciones electrónicas de los átomos de flúor, magnesio, fósforo y cromo (Z=24Z = 24) en su estado fundamental.1,25 pts
b
Responda a las siguientes cuestiones sobre reactividad orgánica:0,75 pts
b.1
¿Qué nombre recibe el compuesto que se forma al hacer reaccionar propan-2-ol con ácido sulfúrico (HX2SOX4\ce{H2SO4}) concentrado a alta temperatura?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 9

9
2 puntos
a
La dependencia de las constantes cinéticas con la temperatura, en reacciones elementales, puede representarse mediante la ecuación de Arrhenius.1,25 pts
a.1
Escriba la expresión matemática de la ecuación de Arrhenius.0,25 pts
a.2
Explique cómo afecta un incremento de la temperatura a la constante cinética.0,5 pts
a.3
Explique cómo afecta la presencia de un catalizador a la constante cinética.0,5 pts
b
Se muestra, a continuación, la fórmula estructural desarrollada del ibuprofeno.0,75 pts
Fórmula estructural desarrollada del ibuprofeno
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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Ejercicio 10

10
2 puntos
a
En la gráfica se muestran dos curvas de valoración ácido-base: una en trazo continuo y la otra en discontinuo. El agente valorante es, en ambos casos, la misma disolución acuosa de hidróxido de sodio, NaOH. En un caso se valora un ácido débil, y en el otro uno fuerte (los dos de la misma concentración). Las dos curvas coinciden a partir de VNaOH=8 mLV_{\ce{NaOH}} = 8\,\text{mL}.1,25 pts
Gráfica de curvas de valoración ácido-base (pH frente a volumen de NaOH)
a.1
Explique qué curva corresponde a cada ácido.0,75 pts
a.2
¿Cuál es el volumen de equivalencia cuando se valora el ácido débil?0,25 pts
a.3
¿Cuál es el volumen de equivalencia cuando se valora el ácido fuerte?0,25 pts
b
Copie en el pliego en blanco la fórmula estructural desarrollada que se muestra a continuación y señale y nombre todos los grupos funcionales que aparecen en ella.0,75 pts
Fórmula estructural de una molécula orgánica con grupos hidroxilo y carbonilo
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