Examen de Química PAU Castilla-La Mancha 2024 · Extraordinaria

Pregunta 1 (3,0 puntos) Las entalpías estándar de formación del butano gas $\text{C}_4\text{H}_{10}$, dióxido de carbono gas $\text{CO}_2$ y del agua líquida $\text{H}_2\text{O}$ son $-124{,}7$, $-393{,}5$ y $-285{,}8\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$, respectivamente.

a)

(1 punto) Escriba las reacciones ajustadas correspondientes a los procesos anteriores, así como la correspondiente a la combustión del butano.

b)

(1 punto) Calcule la entalpía de combustión del butano en esas condiciones.

c)

(1 punto) Calcule a partir de los datos siguientes la variación de entropía de la reacción, su variación de energía libre y determine si el proceso será espontáneo a la temperatura de $298\text{ K}$.

Datos: $P = 1\text{ atm}$, $T = 298\text{ K}$, $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $S^0\, \text{C}_4\text{H}_{10}\text{ (l)} = 229{,}7\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $S^0\, \text{O}_2\text{ (g)} = 204{,}8\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $S^0\, \text{CO}_2\text{ (g)} = 213{,}6\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $S^0\, \text{H}_2\text{O}\text{ (l)} = 69{,}9\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

Sí

No

Pregunta 2 (3,0 puntos) Sea la siguiente reacción redox:

$$\text{Cu(s)} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O}$$

a)

(1 punto) Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción. Señale claramente cuál es el oxidante y el reductor.

b)

(1 punto) Ajuste las ecuaciones iónica y molecular por el método del ion-electrón.

c)

(1 punto) Calcule los gramos de $\text{Cu(s)}$ necesarios para obtener $10\text{ g}$ de $\text{NO}$ si el rendimiento de la reacción es del $75\%$.

Datos: Masas atómicas relativas: $\text{Cu} = 63{,}5$; $\text{N} = 14{,}0$; $\text{H} = 1{,}0$; $\text{O} = 16{,}0$

Pregunta 3 (3 puntos) Una disolución acuosa $0{,}3\text{ M}$ de ácido hipocloroso ($\text{HClO}$) tiene un $\text{pH}$ de $3{,}98$. Calcule:

a)

(1 punto) La concentración molar de todas las especies presentes en equilibrio.

b)

(1 punto) El grado de disociación del ácido hipocloroso.

c)

(1 punto) El valor de la constante de acidez ($K_a$) del ácido hipocloroso y el valor de la constante de basicidad ($K_b$) de su base conjugada.

Pregunta 4 (3 puntos) El fosgeno ($\text{COCl}_2$) es un producto gaseoso que se descompone en monóxido de carbono y cloro según el proceso:

$$\text{COCl}_2\text{ (g)} \rightleftharpoons \text{CO (g)} + \text{Cl}_2\text{ (g)}$$

En un recipiente de $250\text{ mL}$ de capacidad se introdujeron $0{,}213\text{ gramos}$ de fosgeno, de manera que cuando se alcanzó el equilibrio a la temperatura de $27\ ^\circ\text{C}$, la presión en el interior del matraz fue de $230\text{ mm de Hg}$. A partir de estos datos, calcule:

Datos: Masas atómicas relativas: $\text{Cl} = 35{,}5$; $\text{O} = 16$; $\text{C} = 12$; $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $1\text{ atm} = 760\text{ mmHg}$

a)

(1 punto) El grado de disociación del fosgeno.

b)

(1 punto) La presión parcial de cada componente gaseoso en la mezcla.

c)

(1 punto) El valor de las constantes $K_p$ y $K_c$.

Pregunta 5 (2,0 puntos)

a)

(1,0 punto) Escriba las estructuras de Lewis y describa la geometría de las siguientes moléculas usando la teoría de repulsión de pares de electrones (TRPECV): $\text{BeCl}_2$, $\text{PF}_5$, $\text{N}_2$, $\text{CCl}_4$

b)

(1,0 punto) Describa la hibridación de los átomos de $\text{C}$ de la molécula de eteno ($\text{C}_2\text{H}_4$) y de la molécula de metano ($\text{CH}_4$).

Pregunta 6 (2,0 puntos)

a)

(1,0 punto). Explique si el compuesto $\text{CH}_3\text{-CHCl-CH}_3$ puede presentar algún tipo de isomería espacial: geométrica, óptica, ambos tipos o ninguno.

A

Geométrica

B

Óptica

C

Ambos tipos

D

Ninguno

b)

(1,0 punto). Indique el tipo de isomería que presentan los siguientes pares de compuestos:

Par A:

Par B:

Pregunta 7 (1,0 punto)

Conociendo la solubilidad del $\text{Ca}(\text{IO}_3)_2$, calcule su producto de solubilidad.

Datos: $s = 5{,}6\cdot 10^{-3}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$

Pregunta 8 (1,0 punto)

Para los siguientes grupos de números cuánticos:$$\begin{array}{llll} (4,2,0,+1/2) & (3,3,2,-1/2) & (2,0,1,+1/2) & (2,0,0,+1/2) \end{array}$$

a)

(0,5 puntos) Indique razonadamente cuáles son posibles y cuáles no.

Combinación $(n, l, m_l, m_s)$ · ¿Es posible? · Justificación

b)

(0,5 puntos) Para las combinaciones correctas, indique el orbital donde se encuentra cada uno de esos electrones y ordénelos en orden creciente de energía.

Pregunta 9 (1,0 punto) Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, justificando su respuesta:

a)

[0,5 puntos] Cuanto mayor sea el $E^0$ de una sustancia, mayor será su carácter oxidante.

b)

[0,5 puntos] La reacción de una pila en condiciones estándar transcurre sin necesidad de una fuente de energía externa (proceso espontáneo), generando corriente eléctrica, si $\Delta G^0$ es $> 0$.

Pregunta 10 (1,0 punto) Complete las siguientes reacciones orgánicas escribiendo la fórmula de los productos formados:

a)

[0,25 puntos] $\mathrm{CH_2=CH_2 + HBr \rightarrow}$

b)

[0,25 puntos] $\mathrm{CH_3CH_2CH_2OH + H_2SO_4 \rightarrow}$

c)

[0,25 puntos] $\mathrm{C_4H_{10} + O_2 \rightarrow}$

d)

[0,25 puntos] $\mathrm{CH_3CH_2CH_2COOH + CH_3CH_2CH_2OH \rightarrow}$