Examen de Química PAU Castilla-La Mancha 2024 · Ordinaria

Pregunta 1 (3 puntos) A una temperatura de 460 °C se introdujeron 2,5 moles de $\text{NOCl}$ en un recipiente cerrado de volumen $1\text{ L}$. Una vez alcanzado el equilibrio se determinó que se habían formado 0,78 moles de $\text{NO}$:

$$2\ \text{NOCl}\,(g) \rightleftharpoons \text{Cl}_2\,(g) + 2\ \text{NO}\,(g)$$

Datos: $R = 0{,}082\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

a)

Calcule la constante de equilibrio $K_c$.

b)

Calcule la constante de equilibrio $K_p$.

c)

Calcule la presión total de la mezcla en equilibrio a esa temperatura.

Pregunta 2 (3 puntos) Se preparó una disolución de ácido acético ($\text{CH}_3\text{-COOH}$) disolviendo $2\text{ g}$ de éste en $250\text{ mL}$ de agua. Sabiendo que su constante de acidez es $K_a = 1{,}8\cdot 10^{-5}$:

Datos: Masas atómicas relativas: $\text{C} = 12$; $\text{O} = 16$; $\text{H} = 1$

a)

Calcule la concentración de todas las especies en equilibrio.

b)

Calcule el grado de disociación del ácido acético (en tanto por uno o porcentaje).

c)

Calcule el pH de la disolución.

Pregunta 3 (3 puntos) En la siguiente reacción redox:

$$\text{KMnO}_4 + \text{KCl} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MnSO}_4 + \text{Cl}_2 + \text{KHSO}_4 + \text{H}_2\text{O}$$

Datos: Masas atómicas relativas: $\text{K} = 39$; $\text{Mn} = 55$; $\text{O} = 16$; $\text{Cl} = 35{,}5$

a)

Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción y señale claramente cuál es el oxidante y el reductor.

b)

Ajuste las ecuaciones iónica y molecular.

c)

Calcule cuántos gramos de $\text{KCl}$ hacen falta para reaccionar completamente con $5{,}5\text{ g}$ de $\text{KMnO}_4$.

Pregunta 4 (3 puntos) Dada la ecuación de la reacción de combustión del etanol:

$$\mathrm{C_2H_6O\,(l) + O_2\,(g) \rightarrow CO_2\,(g) + H_2O\,(l)}$$

a)

(1 punto) Ajuste la ecuación y calcule la entalpía de combustión del etanol.

b)

(1 punto) Calcule la variación de entropía de esta reacción.

c)

(1 punto) Determine si este proceso será espontáneo a 25 °C.

Datos:

$\Delta H_f^0\;\mathrm{C_2H_6O\,(l)} = -277{,}7\;\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$;

$\Delta H_f^0\;\mathrm{CO_2\,(g)} = -393{,}5\;\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$;

$\Delta H_f^0\;\mathrm{H_2O\,(l)} = -285{,}8\;\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$

$S^0\;\mathrm{C_2H_6O\,(l)} = 160{,}7\;\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$;

$S^0\;\mathrm{O_2\,(g)} = 204{,}8\;\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$

$S^0\;\mathrm{CO_2\,(g)} = 213{,}6\;\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$;

$S^0\;\mathrm{H_2O\,(l)} = 69{,}9\;\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$

Pregunta 5 (2 puntos) Se quiere construir una pila galvánica a partir de los pares $\text{Pb}^{2+}/\text{Pb}$ y $\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}$.

Datos: $E^\circ(\text{Pb}^{2+}/\text{Pb}) = -0{,}13\text{ V}$; $E^\circ(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}) = -0{,}76\text{ V}$

a)

(1 punto) Indique cuál es el cátodo y cuál es el ánodo, cuál es el oxidante y cuál es el reductor. Escriba las reacciones que tienen lugar en cada uno de los electrodos.

b)

(1 punto) Haga un esquema de la pila, indicando la dirección de circulación de los electrones y calcule el potencial estándar.

Dibuje el esquema de la pila indicando electrodos, disoluciones, puente salino y sentido de los electrones (o bien la notación de la pila):

Pregunta 6 (2 puntos) Sean las moléculas $\text{PCl}_5$, $\text{NH}_3$, $\text{BCl}_3$ y $\text{H}_2\text{O}$.

a)

(1 punto) Escriba la estructura de Lewis de cada una de ellas.

b)

(1 punto) Deduzca su geometría usando la Teoría de Repulsión de Pares de electrones (TRPECV).

Pregunta 7 (1 punto) Señale cuáles de las siguientes combinaciones de números cuánticos de un electrón en un átomo no son correctas e indique en su caso la razón.

(2,1,-1,1/2) (3,2,-2,0) (2,2,1,1/2) (3,0,0,-1/2)

Pregunta 8 (1 punto) Sabiendo que el producto de solubilidad de $\text{CaF}_2$ es $K_{ps} = 3{,}4\cdot 10^{-11}$ a $25\ ^\circ\text{C}$, calcule la solubilidad molar de $\text{CaF}_2$ a esa temperatura.

Pregunta 9 (1 punto) La ecuación de velocidad de la reacción entre el monóxido de nitrógeno y el dioxígeno es: $v = k[\mathrm{NO}]^2[\mathrm{O}_2]$.

a)

(0,5 puntos) Determine el orden de reacción respecto a cada reactivo y el orden total.

b)

(0,5 puntos) Explique qué ocurriría a la velocidad de la reacción si se duplica la concentración de NO y la concentración de O 2 se reduce a la mitad.

Pregunta 10 (1 punto)

a)

(0,5 puntos) Escriba las fórmulas de un isómero de cadena y otro de posición del siguiente compuesto: $\mathrm{CH_3-CH=CH-CH_2-CH_3}$

b)

(0,5 puntos) Escriba la fórmula de un isómero de función de la butanona: $\mathrm{CH_3-CH_2-CO-CH_3}$