Examen de Química PAU Castilla y León 2022 · Ordinaria

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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

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

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

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

1. Para los elementos químicos cuyos números atómicos son: 11, 35, 38 y 54.

a)

Escriba su configuración electrónica ordenada. (Hasta 0,8 puntos)

b)

Razone las siguientes cuestiones:

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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

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

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

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

2. La reacción de fotosíntesis se describe mediante la siguiente ecuación química (no ajustada):$$\mathrm{CO_2(g) + H_2O(l) \rightleftarrows C_6H_{12}O_6(s) + O_2(g)} \quad \Delta H > 0$$

a)

Prediga y justifique hacia dónde se desplazará el equilibrio si: (Hasta 1,2 puntos)

b)

¿Qué es un catalizador y cómo afectaría su presencia a esta reacción? (Hasta 0,8 puntos)

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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. Una muestra de 500 mg de un ácido monoprótico fuerte (HA) disuelto en agua se neutralizó con 33,16 mL de disolución 0,15 M de KOH. Calcule:

a)

b)

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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. El magnesio se obtiene industrialmente por electrólisis del cloruro de magnesio ($\mathrm{MgCl_2}$) fundido a la temperatura de $750\ ^\circ\mathrm{C}$. Escriba las reacciones que tienen lugar en cada electrodo y calcule:

a)

b)

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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

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

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

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

5. Responda las siguientes cuestiones:

a.

Escriba las fórmulas estructurales y nombre los cuatro alquenos de fórmula molecular $\mathrm{C_6H_{12}}$ que darían como producto el 2-metilpentano por adición de hidrógeno.

[Hasta 1,0 puntos]

b.

Defina reacción de sustitución y reacción de eliminación. Ponga un ejemplo de cada una de ellas nombrando todos los compuestos que intervienen.

[Hasta 1,0 puntos]

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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. En relación con los compuestos iónicos:

a)

Defina el concepto de energía reticular. (Hasta 0,5 puntos)

b)

Establezca un ciclo de Born-Haber para la obtención de $\text{NaCl(s)}$ a partir de $\text{Na(s)}$ y $\text{Cl}_2\text{(g)}$. Sabiendo que la $\Delta H_f^\circ$ del cloruro sódico sólido es igual $-411\text{ kJ/mol}$, calcule su energía reticular, $\Delta H_{\text{red}}^\circ$. (Hasta 1,5 puntos)

DATOS:

$\Delta H_{\text{sublimación}}^\circ\ \text{Na(s)} = +107\text{ kJ/mol}$

$\Delta H_{\text{disociación}}^\circ\ \text{Cl}_2\text{(g)} = +244\text{ kJ/mol}$

$\Delta H_{\text{ionización}}^\circ\ \text{Na(s)} = +496\text{ kJ/mol}$

$\Delta H_{\text{afinidad electrónica}}^\circ\ \text{Cl(g)} = -349\text{ kJ/mol}$

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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. Para el siguiente proceso a $686\ ^\circ\text{C}$:

$$\text{CO}_2\text{(g)} + \text{H}_2\text{(g)} \rightleftharpoons \text{CO(g)} + \text{H}_2\text{O(g)}$$

las concentraciones de equilibrio de las sustancias reaccionantes son: $[\text{CO}_2] = 0{,}086\text{ M}$, $[\text{H}_2] = 0{,}045\text{ M}$, $[\text{CO}] = 0{,}50\text{ M}$ y $[\text{H}_2\text{O}] = 0{,}04\text{ M}$.

a)

Calcule los valores de $K_c$ y $K_p$. (Hasta 0,8 puntos)

b)

Si la concentración de $\text{CO}_2$ se elevara hasta $0{,}5\text{ M}$ por adición de $\text{CO}_2$, ¿cuáles serían las concentraciones de todos los gases cuando se restableciera el equilibrio? (Hasta 1,2 puntos)

M

M

M

M

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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

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

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

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

8. El fluoruro de magnesio ($\text{MgF}_2$) es una sal muy poco soluble en agua, cuya constante del producto de solubilidad es $K_{ps} = 8\cdot 10^{-8}$. Calcule, justificando cualquier simplificación:

a)

La solubilidad del fluoruro de magnesio en moles/L. (Hasta 0,8 puntos)

b)

La solubilidad del fluoruro de magnesio en una disolución $0{,}5\text{ M}$ de fluoruro de sodio. (Hasta 1,2 puntos)

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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

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

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

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

9. Tenemos dos disoluciones acuosas ácidas, una de ácido salicílico ($\text{C}_6\text{H}_4\text{OHCOOH}$, $K_a = 10^{-3}$) y otra de ácido benzoico ($\text{C}_6\text{H}_5\text{COOH}$, $K_a = 2\cdot 10^{-5}$). Si la concentración de los dos ácidos es la misma, conteste razonadamente a las siguientes cuestiones:

a)

¿Cuál de las bases conjugadas de los ácidos anteriores es más fuerte? Determine los valores de $K_b$ para las bases conjugadas de ambos ácidos. (Hasta 1,0 puntos)

b)

¿Qué ácido presentará un mayor grado de ionización? ¿Qué disolución tendrá mayor valor del pH? (Hasta 1,0 puntos)

1. Tabla periódica de los elementos

2. Constantes físico-químicas

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

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

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

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

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

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

10. Conteste a las siguientes cuestiones:

a)

Defina isómero estructural y explique los tipos de isomería estructural. (Hasta 0,8 puntos)

b)

Dibuje y nombre los cuatro isómeros estructurales de fórmula molecular $\text{C}_7\text{H}_7\text{Cl}$ sabiendo que la molécula contiene un anillo bencénico. (Hasta 1,2 puntos)