Examen de Química PAU Asturias 2023 · Extraordinaria

Pregunta 1. (2 puntos) Escriba la configuración electrónica completa del elemento de número atómico más bajo que, en su estado fundamental, tenga:

a)

[0,50 puntos] un solo electrón descrito por un orbital p;

b)

[0,50 puntos] una subcapa p completa;

c)

[0,50 puntos] dos electrones descritos por orbitales 3p;

d)

[0,50 puntos] tres electrones descritos por orbitales 4p.

Pregunta 2. (2 puntos) La gráfica muestra los valores experimentales de la primera energía de ionización, $I_\mathrm{p}(1)/(\mathrm{kJ\,mol^{-1}})$, de los ocho elementos que forman el tercer periodo de la tabla periódica (Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl y Ar).

a)

[1,00 punto] Indique a qué es debida la tendencia general observada.

b)

[1,00 punto] Justifique las excepciones encontradas (Mg y P). Datos: $Z(\mathrm{Mg}) = 12$ y $Z(\mathrm{P}) = 15$.

Pregunta 3. (2 puntos) La constante de equilibrio $K_p$ para la reacción $\mathrm{PCl_5(g) \rightleftharpoons PCl_3(g) + Cl_2(g)}$, a $250{,}00\,^\circ\mathrm{C}$, es $78{,}3$ (cuando las presiones se expresan en $\mathrm{atm}$). En un recipiente de $500\,\mathrm{mL}$, a $250{,}00\,^\circ\mathrm{C}$, se introducen $3{,}12\,\mathrm{g}$ de $\mathrm{PCl_5(g)}$. Calcule las presiones parciales del $\mathrm{PCl_5(g)}$ y del $\mathrm{PCl_3(g)}$ cuando se alcanza el estado de equilibrio. Datos: $A_\mathrm{r}(\mathrm{Cl}) = 35{,}45$, $A_\mathrm{r}(\mathrm{P}) = 30{,}974$ y $R = 0{,}08205746\,\mathrm{atm\,L\,K^{-1}\,mol^{-1}}$.

a)

b)

Pregunta 4. (2 puntos) La reacción $\mathrm{ICl(g) + (1/2)\,H_2(g) \rightarrow (1/2)\,I_2(g) + HCl(g)}$ es de primer orden en ambos reactivos.

a)

[1,00 punto] Si $[\mathrm{ICl(g)}] = 0{,}100\,\mathrm{M}$ y $[\mathrm{H_2(g)}] = 0{,}030\,\mathrm{M}$, $v = 4{,}89\cdot 10^{-5}\,\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$. Calcule el valor de $k$.

b)

[0,50 puntos] Calcule $[\mathrm{H_2(g)}]$ cuando $v = 5{,}00\cdot 10^{-4}\,\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ y $[\mathrm{ICl(g)}] = 0{,}233\,\mathrm{M}$.

c)

[0,50 puntos] Calcule $[\mathrm{ICl(g)}]$ cuando $v = 0{,}0934\,\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ y la concentración de $\mathrm{H_2(g)}$ es tres veces la de $\mathrm{ICl(g)}$.

Pregunta 5. Calcule, a $25\ ^{\circ}\text{C}$, el $\text{pH}$ de una disolución acuosa $10^{-3,5}\text{ M}$ de $\text{NH}_3$ ($K_\text{b} = 10^{-4,8}$).

Pregunta 6. El hipoclorito de sodio, $\text{NaClO}$, reacciona con el hidróxido de cromo(III), $\text{Cr(OH)}_3$, en presencia de hidróxido sódico, $\text{NaOH}$, generándose, entre otras especies, los aniones cloruro, $\text{Cl}^-$, y cromato, $\text{CrO}_4^{2-}$.

a)

[0,25 puntos] Identifique el elemento que se reduce y sus estados de oxidación inicial y final.

b)

[0,25 puntos] Escriba la semirreacción de reducción, en forma iónica, ajustada en medio básico.

c)

[0,25 puntos] Identifique el elemento que se oxida y sus estados de oxidación inicial y final.

d)

[0,25 puntos] Escriba la semirreacción de oxidación, en forma iónica, ajustada en medio básico.

e)

[0,50 puntos] Escriba la reacción de oxidación-reducción, en forma iónica, ajustada.

f)

[0,50 puntos] Escriba la reacción de oxidación-reducción, en forma molecular, ajustada.

Pregunta 7 (2 puntos)

a)

[1,00 punto] Escriba el nombre del material de laboratorio utilizado en la realización de una volumetría ácido-base.

Pregunta 7 (2 puntos)

b)

[1,00 punto] Escriba la expresión de la constante de equilibrio ($K_\text{p}$ o $K_\text{c}$) de los siguientes procesos:

b.1)

[0,25 puntos] $4\,\text{NH}_3(\text{g}) + 5\,\text{O}_2(\text{g}) \rightleftharpoons 4\,\text{NO}(\text{g}) + 6\,\text{H}_2\text{O}(\text{g})$

b.2)

[0,25 puntos] $\text{CaCO}_3(\text{s}) \rightleftharpoons \text{CaO}(\text{s}) + \text{CO}_2(\text{g})$

b.3)

[0,25 puntos] $2\,\text{AgNO}_3(\text{aq}) + 2\,\text{NaOH}(\text{aq}) \rightleftharpoons \text{Ag}_2\text{O}(\text{s}) + 2\,\text{NaNO}_3(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l})$

b.4)

[0,25 puntos] $\text{Ni}(\text{s}) + 4\,\text{CO}(\text{g}) \rightleftharpoons \text{Ni(CO)}_4(\text{g})$

Pregunta 8. (2 puntos)

a)

(1,00 punto) Escriba el procedimiento experimental seguido en la realización de una volumetría ácido-base.

b)

(1,00 punto) $1{,}00\text{ g}$ de una disolución acuosa de peróxido de hidrógeno, $\mathrm{H_2O_2}$, se valora, en medio ácido ($\mathrm{H_2SO_4}$), con una disolución acuosa de permanganato potásico, $\mathrm{KMnO_4}$, $0{,}0200\text{ M}$. Calcule la masa de $\mathrm{H_2O_2}$ que hay en la disolución acuosa original sabiendo que, después de añadirle $22{,}5\text{ mL}$ de la disolución acuosa de $\mathrm{KMnO_4}$, adquiere un color púrpura pálido.

Datos: $A_{\text{r}}(\mathrm{H}) = 1{,}0080$ y $A_{\text{r}}(\mathrm{O}) = 15{,}999$.

$$5\,\mathrm{H_2O_2(aq)} + 2\,\mathrm{KMnO_4(aq)} + 3\,\mathrm{H_2SO_4(aq)} \rightarrow 5\,\mathrm{O_2(g)} + 2\,\mathrm{MnSO_4(aq)} + 8\,\mathrm{H_2O(l)} + \mathrm{K_2SO_4(aq)}$$

Pregunta 9. (2 puntos)

a)

(0,50 puntos) Se muestran, a continuación, las fórmulas estructurales semidesarrolladas del eteno y del etino ($Z(\mathrm{H}) = 1$ y $Z(\mathrm{C}) = 6$). Justifique, utilizando los esquemas de hibridación de la teoría del enlace de valencia (TEV), los valores aproximados que toman los ángulos $\alpha$ y $\beta$.

°

°

Pregunta 9. (2 puntos)

b)

(1,50 puntos) Escriba la fórmula estructural semidesarrollada de los siguientes compuestos: butano, propeno, propan-1-ol, ciclohexeno, 3-metilbut-1-eno y clorometanol.

Pregunta 10 (2 puntos)

a)

(0,50 puntos) Utilice los datos de la tabla para calcular el número de electrones desapareados que existen en los estados fundamentales de los iones $\mathrm{Li^+}$ y $\mathrm{O^-}$.

· $\mathrm{Li}$ · $\mathrm{O}$

$Z$ · $3$ · $8$

Pregunta 10 (2 puntos)

b) (1,50 puntos)

b.1)

(0,50 puntos) ¿Qué nombre recibe el compuesto que se forma al hacer reaccionar propan-2-ol con una disolución acuosa ácida de dicromato de potasio, $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$?

b.2)

(0,50 puntos) Escriba la fórmula estructural semidesarrollada de dicho compuesto.

b.3)

(0,50 puntos) ¿Qué tipo de reacción ha tenido lugar?