Examen de Química PAU Castilla-La Mancha 2023 · Extraordinaria

Pregunta 1 (3 puntos)

En un recipiente cerrado de $400\text{ mL}$, se añaden $1{,}280\text{ gramos}$ de bromo ($\text{Br}_2$) y $2{,}032\text{ gramos}$ de yodo ($\text{I}_2$). Se eleva la temperatura a $150\,^\circ\text{C}$ y se alcanza el siguiente equilibrio:

$$\text{Br}_2\text{ (g)} + \text{I}_2\text{ (g)} \rightleftharpoons 2\text{ BrI (g)}$$

En estas condiciones el valor de $K_c$ es $280$.

Datos:

Masas atómicas (u): $\text{Br} = 80$, $\text{I} = 127$; $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

a)

[1 punto] Calcule el valor del grado de disociación (expresado en %).

%

b)

[1 punto] Calcule el valor de $K_p$ para este equilibrio a $150\,^\circ\text{C}$.

c)

[1 punto] Calcule los gramos de yodo en el equilibrio.

Pregunta 2 (3 puntos)

Sabiendo que los potenciales de reducción del cobre y de la plata en condiciones estándar son:

$$E^\circ(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = 0{,}35\text{ V} \quad \text{y} \quad E^\circ(\text{Ag}^+/\text{Ag}) = 0{,}8\text{ V}$$

a)

[1,0 punto] Calcule el potencial estándar de la pila que podría formarse con ellos. Indique razonadamente cuál sería el ánodo y cuál el cátodo.

b)

[1,0 punto] Atendiendo a la reacción global, conteste razonadamente si se disolverá una cuchara de cobre al introducirla en una disolución de $\text{AgNO}_3$.

c)

[1,0 punto] Escriba la notación de la pila formada en las condiciones del apartado a).

Pregunta 3 (3 puntos)

Una disolución de cianuro de hidrógeno ($\text{HCN}$) $0{,}01\text{ M}$ tiene un $\text{pH} = 5{,}6$. Basándose en la reacción química correspondiente, calcule:

a)

[1 punto] El grado de disociación del $\text{HCN}$.

b)

[1 punto] El valor de la constante de acidez.

c)

[1 punto] La concentración molar de todas las especies químicas presentes en el equilibrio.

Pregunta 4 - Estructura atómica (2 puntos)

Considere los elementos A, B, C y D, cuyos números atómicos ($Z$) son 16, 17, 18 y 19, respectivamente.

Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:

a)

[1 punto] Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos, e indique a qué grupo y período de la Tabla Periódica pertenecen.

b)

[0,5 puntos] Ordene los elementos por orden creciente (de menor a mayor) de la primera energía de ionización y justifíquelo.

c)

[0,5 puntos] Escriba una posible combinación de números cuánticos ($n, l, m, s$) para el electrón diferenciador del elemento con número atómico 19.

Considere los elementos A, B, C y D, cuyos números atómicos ($Z$) son 16, 17, 18 y 19, respectivamente.

d)

(1 punto) Deduzca la fórmula molecular del compuesto que se formaría entre los elementos A y D, e indique el tipo de enlace que les une.

Pregunta 5. Sean las siguientes moléculas: 1) $\text{CH}_4$ 2) $\text{H}_2\text{S}$ 3) $\text{BCl}_3$ 4) $\text{Cl}_2$

a)

Represente las estructuras de Lewis de las cuatro moléculas.

b)

Indique cuál será la geometría de las moléculas de $\text{CH}_4$ y $\text{BCl}_3$, según la teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV).

c)

Razone cuál es la hibridación del carbono en la molécula de $\text{CH}_4$.

d)

Indique si alguna de las cuatro moléculas presenta polaridad y justifique la respuesta.

Datos: Números atómicos: $\text{C: } Z=6;\ \text{H: } Z=1;\ \text{S: } Z=16;\ \text{B: } Z=5;\ \text{Cl: } Z=17$.

Pregunta 6. Se ha medido la velocidad para la siguiente reacción química:

$$a\,\text{A} + b\,\text{B} \rightarrow c\,\text{C}$$

Para ello, se han diseñado cuatro experimentos, obteniéndose como resultado la siguiente tabla de valores:

Experimento · $[\text{A}]_0\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1}\text{)}$ · $[\text{B}]_0\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1}\text{)}$ · $v_0\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}\text{)}$

1 · 0,20 · 0,20 · $1{,}2\cdot 10^{-6}$

2 · 0,40 · 0,20 · $2{,}4\cdot 10^{-6}$

3 · 0,20 · 0,60 · $3{,}6\cdot 10^{-6}$

4 · 0,20 · 1,20 · $7{,}2\cdot 10^{-6}$

a)

Deduzca el orden global de la reacción.

b)

Determine el valor y las unidades de la constante de velocidad.

c)

Razone qué le ocurrirá a la velocidad de la reacción si disminuye la temperatura.

d)

Razone qué le ocurrirá a la velocidad de reacción si se le añade un catalizador positivo.

Pregunta 7. Complete las siguientes reacciones orgánicas e indique el tipo de reacción:

a)

$\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH} + \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} \rightarrow$

b)

$\text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{Br}_2 \rightarrow$

c)

$\text{C}_4\text{H}_{10} + \text{O}_2 \rightarrow$ (escriba la reacción ajustada completa)

d)

$\text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{H}_2\text{SO}_4}$

Pregunta 8. (1 punto) Para un átomo en su estado fundamental, razone la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:

a)

(0,25 puntos) El número máximo de electrones con número cuántico $n = 3$ es 6.

b)

(0,25 puntos) En un orbital $2p$ solo puede haber 2 electrones.

c)

(0,25 puntos) Si en los orbitales $3d$ se sitúan 6 electrones, no habrá ninguno desapareado.

d)

(0,25 puntos) Para un orbital $4d$, $n = 4$ y $\ell = 2$.

Pregunta 9. (1,0 punto) Explique los siguientes hechos:

a)

[0,5 puntos] El $\text{LiBr}$ funde a $552\,^\circ\text{C}$, sin embargo, el cloro ($\text{Cl}_2$) es un gas a $25\,^\circ\text{C}$.

b)

[0,5 puntos] El grafito no conduce la electricidad, mientras que el cobre ($\text{Cu}$) sí la conduce.

Pregunta 10. (1 punto) Dadas las siguientes especies químicas: $\text{CH}_3\text{COOH}$, $\text{HCO}_3^-$, $\text{NH}_3$ y $\text{HNO}_3$, justifique, según la teoría de Brønsted-Lowry:

a)

[0,75 puntos] Cuáles pueden actuar sólo como ácidos y cuáles sólo como bases.

b)

[0,25 puntos] Cuáles pueden actuar como ácidos y como bases (anfótero).