Examen de Química PAU Asturias 2024 · Extraordinaria

Se consideran los elementos $\text{F}$ y $\text{Ca}$ ($Z = 20$).

a)

(1,00 punto) Escriba las configuraciones electrónicas de los elementos $\text{F}$ y $\text{Ca}$ ($Z = 20$) en su estado fundamental.

Se consideran los elementos $\text{F}$ y $\text{Ca}$ ($Z = 20$).

b)

(1,00 punto) Responda, razonadamente, si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos:

b.1)

(0,25 puntos) El $\text{F}$ y el $\text{Ca}$ pueden formar un compuesto iónico.

Verdadero

Falso

b.2)

(0,25 puntos) El $\text{F}$ y el $\text{Ca}$ pueden formar un compuesto covalente.

Verdadero

Falso

b.3)

(0,25 puntos) La estequiometría del compuesto es $\text{CaF}$.

Verdadero

Falso

b.4)

(0,25 puntos) La estequiometría del compuesto es $\text{CaF}_2$.

Verdadero

Falso

Pregunta 2. (2 puntos) La fórmula de Rydberg puede utilizarse para obtener un valor aproximado de la primera energía de ionización, $E_\text{i}(1)$, del átomo de hidrógeno: basta, simplemente, con considerar la transición entre $n = 1$ y $n = \infty$. Calcule, utilizando la fórmula de Rydberg, la primera energía de ionización del átomo de hidrógeno.

Datos

$R_\infty = 1{,}097\,373\,156\,852\,7\cdot 10^7\text{ m}^{-1}$, $h = 6{,}626\,068\,96\cdot 10^{-34}\text{ J s}$, $c = 299\,792\,458\text{ m s}^{-1}$ y $N_\text{A} = 6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}$.

Pregunta 3. (2 puntos) Calcule la constante de equilibrio $K_p$ de la reacción $\text{CO}_2\text{(g)} + \text{H}_2\text{(g)} \rightleftharpoons \text{CO(g)} + \text{H}_2\text{O(g)}$, a $550\text{ }^{\circ}\text{C}$, sabiendo que al mezclar en un recipiente, a esa temperatura, $2{,}00\text{ mol}$ de $\text{CO}_2\text{(g)}$ y $2{,}00\text{ mol}$ de $\text{H}_2\text{(g)}$, se forman, una vez alcanzado el equilibrio ($p_{\text{tot, eq}} = 1{,}00\text{ atm}$), $0{,}540\text{ mol}$ de $\text{CO(g)}$ y $0{,}540\text{ mol}$ de $\text{H}_2\text{O(g)}$.

Pregunta 4. (2 puntos) Se ha determinado, a la misma temperatura, pero en cuatro condiciones iniciales diferentes, la velocidad inicial, $v_0$, de la reacción $\mathrm{BrO_3^-(aq) + 5\,Br^-(aq) + 6\,H_3O^+(aq) \rightarrow 3\,Br_2(aq) + 9\,H_2O(l)}$.

Exp. · $[\mathrm{BrO_3^-(aq)}]_0 / (\mathrm{mol\,L^{-1}})$ · $[\mathrm{Br^-(aq)}]_0 / (\mathrm{mol\,L^{-1}})$ · $[\mathrm{H_3O^+(aq)}]_0 / (\mathrm{mol\,L^{-1}})$ · $v_0 / (\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}})$

1 · 0,10 · 0,10 · 0,10 · $1,2 \cdot 10^{-3}$

2 · 0,20 · 0,10 · 0,10 · $2,4 \cdot 10^{-3}$

3 · 0,10 · 0,30 · 0,10 · $3,5 \cdot 10^{-3}$

4 · 0,20 · 0,10 · 0,15 · $5,5 \cdot 10^{-3}$

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Pregunta 5. (2 puntos) A través de una disolución acuosa que contiene una sal de $\mathrm{Cu(II)}$, de anión $\mathrm{X}$ desconocido, pero de estequiometría $\mathrm{CuX}_n$, se hace circular una corriente eléctrica. Se necesitan $123\ \mathrm{min}$ para que una corriente de $0,100\ \mathrm{A}$ reduzca a cobre metálico todo el $\mathrm{Cu(II)}$ contenido en $1,00\ \mathrm{g}$ de dicha sal. Calcule la masa molar de la sal.

Dato: $F = 9{,}64853399 \cdot 10^4\ \mathrm{C\,mol^{-1}}$.

Pregunta 6. (2 puntos) El hidróxido de calcio, $\mathrm{Ca(OH)_2}$, es un sólido poco soluble en agua.

Datos: $R = 8{,}314472\ \mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}$.

· $\mathrm{Ca(OH)_2(s)}$ · $\mathrm{Ca^{2+}(aq)}$ · $\mathrm{OH^-(aq)}$

$\Delta_\mathrm{f}G^\circ(298{,}15\ \mathrm{K})/(\mathrm{kJ\,mol^{-1}})$ · $-898{,}49$ · $-553{,}58$ · $-157{,}244$

a)

b)

Pregunta 7. a) (1,25 puntos) Se muestra, a continuación, la fórmula estructural desarrollada de la cafeína. Indique, razonadamente, la hibridación de los átomos de carbono $\mathrm{C^1}$, $\mathrm{C^2}$, $\mathrm{C^3}$ y $\mathrm{C^4}$.

$\\mathrm{C^1}$:

$\\mathrm{C^2}$:

$\\mathrm{C^3}$:

$\\mathrm{C^4}$:

b) (0,75 puntos)

b.1)

(0,25 puntos) ¿Qué nombre recibe el compuesto que se forma al hacer reaccionar benceno, $\mathrm{C_6H_6}$, con bromo, $\mathrm{Br_2}$, en presencia de bromuro de hierro(III), $\mathrm{FeBr_3}$?

b.2)

(0,25 puntos) Escriba la fórmula estructural desarrollada de dicho compuesto.

b.3)

(0,25 puntos) ¿Qué tipo de reacción ha tenido lugar?

Pregunta 8 (2 puntos)

a.1) (0,50 puntos) 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 $\alpha$ y $\beta$.

$\\alpha$:

°

$\\beta$:

°

Justificación:

Pregunta 8 (2 puntos)

a.2) (0,75 puntos) Calcule la incertidumbre asociada a la posición de un electrón si la incertidumbre asociada a su velocidad es $5,97\cdot 10^4\text{ ms}^{-1}$.

Datos:

$h = 6{,}62606896\cdot 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}$ y $m_e = 9{,}10938215\cdot 10^{-31}\text{ kg}$.

Pregunta 8 (2 puntos)

b) (0,75 puntos) Escriba la fórmula estructural desarrollada de los siguientes compuestos: 1-etil-4-metilciclohexano, 3-etil-5-metilheptano y 6-metilhept-2-en-4-ol.

1.

2.

3.

Pregunta 9 (2 puntos)

Pregunta 9. a) (1,25 puntos) En un vaso de precipitados, a presión atmosférica y temperatura ambiente, se lleva a cabo la siguiente reacción: $$5\text{ C}_2\text{O}_4^{2-}\text{(aq)} + 2\text{ MnO}_4^-\text{(aq)} + 16\text{ H}^+\text{(aq)} \rightarrow 10\text{ CO}_2\text{(g)} + 2\text{ Mn}^{2+}\text{(aq)} + 8\text{ H}_2\text{O(l)}$$ El anión $\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$ y el catión $\text{Mn}^{2+}$ son incoloros. Sin embargo, el anión $\text{MnO}_4^-$ 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 $60\text{ }^\circ\text{C}$, el color violeta inicial comienza a atenuarse al poco de mezclar los reactivos y la reacción termina muy rápidamente. Sabiendo que el catión $\text{Mn}^{2+}$ es un catalizador de la reacción, utilice la ecuación de Arrhenius para explicar los fenómenos observados.

Pregunta 9 (2 puntos)

Pregunta 9

b) (0,75 puntos)

b.1)

(0,50 puntos) Escriba la fórmula del monómero que constituye el poli(cloruro de vinilo) (cloroeteno o cloruro de vinilo):

b.2)

(0,25 puntos) ¿Qué tipo de polimerización se sigue en la formación del poli(cloruro de vinilo)?

Pregunta 10 (2 puntos)

Pregunta 10

a) (1,25 puntos) En un matraz Erlenmeyer se colocan $20{,}0\text{ mL}$ de una disolución acuosa de ácido acético, $\mathrm{CH_3COOH}$, de concentración desconocida. Utilizando una bureta, se añade al Erlenmeyer, lentamente, una disolución acuosa de hidróxido de sodio, $\mathrm{NaOH}$, $0{,}100\text{ M}$, a la vez que se va registrando el $\mathrm{pH}$ de la misma. Los resultados se muestran en la figura. Calcule la concentración de la disolución acuosa de ácido acético.

Pregunta 10 (2 puntos)

Pregunta 10

b) (0,75 puntos) Se muestra, a continuación, la fórmula estructural desarrollada de la vitamina C:

b.1)

(0,25 puntos) Escriba su fórmula molecular:

b.2)

(0,50 puntos) Copie en el pliego en blanco la fórmula del compuesto y señale todos los átomos de carbono asimétricos. Indique el número total de carbonos asimétricos y suba la foto de la fórmula con los carbonos señalados: