Examen de Química PAU Extremadura 2023 · Ordinaria

Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de la capa de valencia:

A) $ns^1$; B) $ns^2np^5$; C) $ns^2np^3$; D) $ns^2np^6$

a)

Indicar, razonadamente, el número y el nombre del grupo al que corresponde cada elemento.

b)

Indicar el número de electrones desapareados de cada elemento.

Elemento A ($ns^1$):

Elemento B ($ns^2np^5$):

Elemento C ($ns^2np^3$):

Elemento D ($ns^2np^6$):

c)

Razonar cuál sería el estado de oxidación más estable para cada elemento.

d)

Ordenar los elementos por orden creciente de potencial de ionización, suponiendo que $n = 2$. Razonar la respuesta.

a)

Representar el ciclo de Born-Haber del $\mathrm{CaCl_2}$ indicando cada una de sus etapas.

b)

Calcular la segunda energía de ionización del $\mathrm{Ca}_{(g)}$, sabiendo que la energía reticular del $\mathrm{CaCl_{2\,(s)}}$ es $-2256{,}0\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$.

Datos (en $\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$):

entalpía estándar de formación del $\mathrm{CaCl_{2\,(s)}} = -796{,}0$

entalpía de sublimación del $\mathrm{Ca_{(s)}} = 178{,}0$

entalpía de disociación del $\mathrm{Cl_{2\,(g)}} = 244{,}0$

primera energía de ionización del $\mathrm{Ca_{(g)}} = 590{,}0$

afinidad electrónica del $\mathrm{Cl_{(g)}} = -349{,}0$

3) A $600\text{ K}$ el valor de la constante de velocidad de la descomposición de una sustancia es $k = 0{,}55\text{ L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$.

a)

Deducir el orden de reacción de la descomposición de $\text{A}$ y escribir la ecuación de la velocidad.

b)

Calcular la velocidad de descomposición (reacción) de esta sustancia a $600\text{ K}$ si $[\text{A}] = 3\cdot 10^{-3}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$.

c)

Calcular cuánto vale la energía de activación ($E_a$) si a $625\text{ K}$, la constante de velocidad es $k = 1{,}50\text{ L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$.

Datos: $R = 8{,}31\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

Un recipiente de $306\text{ mL}$ contiene a $35\,^\circ\text{C}$ una mezcla en equilibrio de $1{,}653\text{ g}$ de $\text{N}_2\text{O}_4$ y $0{,}384\text{ g}$ de $\text{NO}_2$. Sabiendo que la reacción es $\text{N}_2\text{O}_4\text{ (g)} \rightleftharpoons 2\,\text{NO}_2\text{ (g)}$.

Datos:

$R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; Masas atómicas (u): $\text{N} = 14$; $\text{O} = 16$.

a)

Determinar el valor de $K_c$ y $K_p$.

b)

Calcular la presión en el recipiente.

c)

Razonar hacia dónde evolucionará el equilibrio si se reduce el volumen del recipiente a la mitad.

5) El amoniaco, $\text{NH}_3$, en una disolución acuosa se encuentra disociado (ionizado) un $2\%$.

Datos:

$K_b(\text{NH}_3) = 1{,}8\cdot 10^{-5}$

a)

Calcular la concentración inicial del amoniaco.

b)

Hallar la concentración de las especies del equilibrio.

c)

Obtener el $\text{pH}$ de la disolución.

6) Para las siguientes sales: 1) $\text{CaCl}_2$; 2) $\text{KClO}_4$; 3) $\text{NH}_4\text{I}$; 4) $\text{NaClO}$.

a)

Escribir las reacciones de hidrólisis (o indicar si no experimenta hidrólisis).

b)

Indicar el carácter ácido, neutro o básico de la disolución resultante.

Datos:

$K_b(\text{NH}_3) = 1{,}8\cdot 10^{-5}$; $K_a(\text{HClO}) = 3{,}0\cdot 10^{-8}$

1) $\text{CaCl}_2$

2) $\text{KClO}_4$

3) $\text{NH}_4\text{I}$

4) $\text{NaClO}$

7)

a)

Se añade $\text{HCl}$ a una disolución que contiene $0{,}020\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$ de $\text{Pb}^{2+}$ y $0{,}010\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$ de $\text{Ag}^+$. Determinar la concentración de cloruro a partir de la cual precipita cada ion.

b)

Calcular la solubilidad del $\text{Fe(OH)}_3$ en una disolución acuosa sabiendo que el pH es $8{,}1$.

Datos:

$K_{ps} (\text{PbCl}_2) = 1{,}6\cdot 10^{-5}$; $K_{ps} (\text{AgCl}) = 1{,}7\cdot 10^{-10}$; $K_{ps} [\text{Fe(OH)}_3] = 6{,}3\cdot 10^{-38}$

8) Una muestra de $1{,}0$ gramo de peróxido de hidrógeno se acidifica con ácido sulfúrico y la disolución resultante se hace reaccionar con $17{,}6\ \text{mL}$ de una disolución de $\text{KMnO}_4$ $0{,}20\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$. La reacción que ocurre es la siguiente:

$$\text{MnO}_4^- + \text{H}_2\text{O}_2 + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{Mn}^{2+} + \text{O}_2 + \text{H}_2\text{O}$$

a)

Escribir las semirreacciones de oxidación y reducción. Indicar el oxidante y el reductor.

b)

Ajustar la ecuación iónica mediante el método del ion-electrón.

c)

Calcular la masa, en gramos, de $\text{H}_2\text{O}_2$ que ha reaccionado.

g

Datos:

Masas atómicas (u): $\text{H} = 1$; $\text{O} = 16$

9) En base a las reacciones de oxidación y reducción, justificar qué sucede al añadir:

a)

limaduras de Zn a una disolución de $\text{FeSO}_4$.

b)

limaduras de Cu a una disolución de $\text{FeSO}_4$.

Datos:

$E^0 (\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}) = -0{,}76\ \text{V}$; $E^0 (\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0{,}44\ \text{V}$; $E^0 (\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = 0{,}34\ \text{V}$

10) Formular y nombrar:

a)

Un isómero de cadena de $\text{CH}_3\text{-CHBr-CH}_2\text{-CH}_3$

b)

Un isómero de función de $\text{CH}_3\text{-CO-CH}_3$

c)

Un isómero de posición de $\text{CH}_2\text{=CH-CH}_2\text{-CH}_3$

d)

Los isómeros geométricos del pent-2-eno