Examen de Química PAU Castilla y León 2021 · Ordinaria

1. En relación a la afinidad electrónica:

a.

Defínala y explique su variación en el sistema periódico. (Hasta 0,8 puntos)

1. En relación a la afinidad electrónica:

b.

Teniendo en cuenta los datos que se dan a continuación, calcule la afinidad electrónica del $\mathrm{I\ (g)}$ mediante el correspondiente ciclo de Born-Haber. (Hasta 1,2 puntos)

El gas $\mathrm{N_2O_3}$ se descompone en los gases $\mathrm{NO}$ y $\mathrm{NO_2}$. Se introduce una cantidad de $\mathrm{N_2O_3}$ en un recipiente de volumen constante, y cuando se alcanza el equilibrio a una temperatura dada, la presión parcial del $\mathrm{NO_2}$ es $0{,}26\ \mathrm{atm}$ y la fracción molar del $\mathrm{NO}$ es $0{,}13$.

a.

Calcule el grado de disociación del $\mathrm{N_2O_3}$. (Hasta 1,2 puntos)

b.

Calcule la constante de equilibrio $K_p$. (Hasta 0,8 puntos)

2. Constantes físico-químicas

Carga elemental ($e$): $1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ C}$

Constante de Avogadro ($N_{\text{A}}$): $6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}$

Unidad de masa atómica ($u$): $1{,}661\cdot 10^{-27}\text{ kg}$

Constante de Faraday ($F$): $96490\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$

Constante molar de los gases ($R$): $8{,}314\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1} = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{dm}^3\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

3. Algunas equivalencias

$1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 1{,}013\cdot 10^5\text{ Pa}$

$1\text{ cal} = 4{,}184\text{ J}$

$1\text{ eV} = 1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ J}$

3. Se mezclan 100 mL de una disolución 0,1 M de ácido nitroso, $\mathrm{HNO}_2$, con 150 mL de otra disolución que contiene 9,4 g de $\mathrm{HNO}_2$ por litro de disolución.

a.

Calcule el pH de la disolución resultante, si los volúmenes son aditivos. (Hasta 1,2 puntos)

b.

Justifique, a partir de la $\mathrm{K}_a$, cómo afectaría al grado de disociación la adición de agua a T constante. (Hasta 0,8 puntos)

DATO: $\mathrm{K}_a = 5{,}6\cdot 10^{-4}$

2. Constantes físico-químicas

Carga elemental ($e$): $1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ C}$

Constante de Avogadro ($N_{\text{A}}$): $6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}$

Unidad de masa atómica ($u$): $1{,}661\cdot 10^{-27}\text{ kg}$

Constante de Faraday ($F$): $96490\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$

Constante molar de los gases ($R$): $8{,}314\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1} = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{dm}^3\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

3. Algunas equivalencias

$1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 1{,}013\cdot 10^5\text{ Pa}$

$1\text{ cal} = 4{,}184\text{ J}$

$1\text{ eV} = 1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ J}$

4. Se pasa una corriente de 50 A con un rendimiento del 75 % a través de una celda electrolítica que contiene 305,9 g de $\mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3$ fundido. En el electrodo donde se deposita el aluminio ocurre la siguiente reacción: $\mathrm{Al}^{3+}\text{ (l)} \rightarrow \mathrm{Al}\text{ (s)}$

a.

Complete la reacción y nombre dicho electrodo. (Hasta 0,4 puntos)

b.

Calcule el tiempo necesario para depositar todo el aluminio. (Hasta 1,6 puntos)

5. Empleando el ácido 6-aminohexanoico, conteste a las siguientes cuestiones:

a.

Formule y nombre un producto obtenido en su reacción de reducción. (Hasta 0,5 puntos)

b.

Nombre el polímero al que puede dar lugar, formule una porción del mismo que contenga 2 monómeros e indique el tipo de reacción que ha tenido lugar. (Hasta 1,0 puntos)

c.

Formule y nombre un isómero de función del compuesto dado. (Hasta 0,5 puntos)

2. Constantes físico-químicas

Carga elemental ($e$): $1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ C}$

Constante de Avogadro ($N_{\text{A}}$): $6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}$

Unidad de masa atómica ($u$): $1{,}661\cdot 10^{-27}\text{ kg}$

Constante de Faraday ($F$): $96490\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$

Constante molar de los gases ($R$): $8{,}314\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1} = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{dm}^3\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

3. Algunas equivalencias

$1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 1{,}013\cdot 10^5\text{ Pa}$

$1\text{ cal} = 4{,}184\text{ J}$

$1\text{ eV} = 1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ J}$

6. Responda a las siguientes cuestiones:

a)

Dados los elementos X e Y cuyos valores de Z son 20 y 25 respectivamente, escriba sus configuraciones electrónicas ordenadas, identifíquelos y señale grupo y periodo, así como las configuraciones electrónicas ordenadas de sus iones $\text{X}^{2+}$ e $\text{Y}^{2+}$. [Hasta 0,8 puntos]

Elemento X ($Z = 20$)

Elemento Y ($Z = 25$)

b)

Razone si X tendrá mayor o menor radio atómico que Y. [Hasta 0,4 puntos]

c)

Justifique si son posibles las siguientes combinaciones de números cuánticos: $(2, 0, 3, -1/2)$; $(1, 1, 0, -1/2)$; $(3, -2, 1, +1/2)$ y $(3, 1, -1, -1/2)$. [Hasta 0,4 puntos]

Combinación $(2, 0, 3, -1/2)$

Combinación $(1, 1, 0, -1/2)$

Combinación $(3, -2, 1, +1/2)$

Combinación $(3, 1, -1, -1/2)$

2. Constantes físico-químicas

Carga elemental ($e$): $1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ C}$

Constante de Avogadro ($N_{\text{A}}$): $6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}$

Unidad de masa atómica ($u$): $1{,}661\cdot 10^{-27}\text{ kg}$

Constante de Faraday ($F$): $96490\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$

Constante molar de los gases ($R$): $8{,}314\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1} = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{dm}^3\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

3. Algunas equivalencias

$1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 1{,}013\cdot 10^5\text{ Pa}$

$1\text{ cal} = 4{,}184\text{ J}$

$1\text{ eV} = 1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ J}$

d.

¿Por qué el $\mathrm{NH_3}$ (l) presenta una temperatura de ebullición superior al $\mathrm{NF_3}$ (l)? (Hasta 0,4 puntos)

2. Constantes físico-químicas

Carga elemental ($e$): $1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ C}$

Constante de Avogadro ($N_{\text{A}}$): $6{,}022\cdot 10^{23}\text{ mol}^{-1}$

Unidad de masa atómica ($u$): $1{,}661\cdot 10^{-27}\text{ kg}$

Constante de Faraday ($F$): $96490\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$

Constante molar de los gases ($R$): $8{,}314\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1} = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{dm}^3\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

3. Algunas equivalencias

$1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 1{,}013\cdot 10^5\text{ Pa}$

$1\text{ cal} = 4{,}184\text{ J}$

$1\text{ eV} = 1{,}602\cdot 10^{-19}\text{ J}$

7. En un recipiente de 10 litros se introduce una mezcla de 4 moles de nitrógeno y 12 moles de hidrógeno. Se eleva la temperatura hasta $1.000\text{ K}$ estableciéndose el equilibrio: $$\text{N}_2\text{ (g)} + 3\,\text{H}_2\text{ (g)} \rightleftarrows 2\,\text{NH}_3\text{ (g)}$$ En ese instante, se observa que hay 0,8 moles de amoniaco en la mezcla gaseosa. Calcule:

a.

La constante de equilibrio $K_c$. [Hasta 1,0 puntos]

b.

La constante $K_p$ y la presión total de la mezcla gaseosa en equilibrio. [Hasta 0,5 puntos]

c.

Las presiones parciales de los componentes en el equilibrio. [Hasta 0,5 puntos]

El equilibrio de solubilidad del sulfuro de plomo es el siguiente: $$\mathrm{PbS\,(s) \rightleftarrows Pb^{2+}\,(ac) + S^{2-}\,(ac)}$$ Justifique numéricamente las siguientes cuestiones:

a.

¿Precipitará $\mathrm{PbS}$ cuando se mezclen $10^{-5}$ moles de $\mathrm{Pb(NO_3)_2}$ con $10^{-5}$ moles de $\mathrm{Na_2S}$ en $10$ litros de agua? (Hasta 1,0 puntos)

b.

¿Qué compuesto es más soluble en agua, el $\mathrm{CuS}$ o el $\mathrm{PbS}$? (Hasta 1,0 puntos)

Datos: $K_{ps}\,(\mathrm{PbS}) = 1{,}0\cdot 10^{-29}$, $K_{ps}\,(\mathrm{CuS}) = 4{,}0\cdot 10^{-38}$

Utilizando los siguientes valores de los potenciales normales de reducción: $E^\circ(\mathrm{Sn^{2+}/Sn}) = -0{,}14\text{ V}$; $E^\circ(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\text{ V}$; $E^\circ(\mathrm{Fe^{2+}/Fe}) = -0{,}44\text{ V}$, justifique razonadamente y escriba las reacciones necesarias para su explicación:

a.

La espontaneidad o no espontaneidad de la reacción química: $$\mathrm{Sn^{2+}(ac) + Cu(s) \rightarrow Sn(s) + Cu^{2+}(ac)}$$ (Hasta 0,6 puntos)

b.

Si se obtendrá o no hidrógeno gaseoso al mezclar estaño metálico y $\mathrm{HCl\,(ac)}\text{ 1 M}$. (Hasta 0,7 puntos)

c.

Lo que ocurre al añadir unas limaduras de hierro en una disolución acuosa de $\mathrm{CuSO_4}$. (Hasta 0,7 puntos)

10. Conteste a las siguientes cuestiones:

a)

Formule los siguientes pares de compuestos y justifique qué tipo de isomería existe entre ellos:

i. 2-buteno (but-2-eno) y metilpropeno [Hasta 0,5 puntos]

ii. 1-butanol (butan-1-ol) y 2-butanol (butan-2-ol) [Hasta 0,5 puntos]

iii. etilmetiléter y 2-propanol (propan-2-ol) [Hasta 0,5 puntos]

b)

Plantee una reacción de adición para el 2-buteno (but-2-eno). Formule y nombre los reactivos y productos. [Hasta 0,5 puntos]