Examen de Química PAU Extremadura 2024 · Ordinaria

1) Un elemento tiene la configuración electrónica: $1\text{s}^2\ 2\text{s}^2\ 2\text{p}^6\ 3\text{s}^2\ 3\text{p}^6\ 5\text{s}^1$. Indicar si las afirmaciones que se dan a continuación son o no correctas. Razonar la respuesta.

a)

Su número atómico es 19.

b)

El átomo se encuentra en su estado fundamental.

c)

El elemento pertenece a los metales alcalinos.

d)

El elemento pertenece al quinto periodo del Sistema Periódico.

Sean los elementos A ($Z = 11$) y B ($Z = 16$).

a)

Escribir la configuración electrónica de sus respectivos estados fundamentales, e indicar el grupo y nivel al que pertenecen.

b)

Justificar cuál es el elemento de mayor energía de ionización.

c)

Indicar cuál es el ion más estable de cada elemento. Razonar la respuesta.

d)

Explicar si el radio del ion más estable de cada elemento es mayor o menor que el de su respectivo átomo neutro.

3) Sea la reacción $\text{NO}\,\text{(g)} + \text{O}_3\,\text{(g)} \rightarrow \text{NO}_2\,\text{(g)} + \text{O}_2\,\text{(g)}$. La velocidad de esta reacción que se ha obtenido en tres experimentos en los que se ha variado la concentración de los reactivos se recoge en la tabla.

Experimento

$[\text{NO}]_0\ \text{(mol/L)}$

$[\text{O}_3]_0\ \text{(mol/L)}$

Velocidad inicial $(\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1})$

1

$1{,}0\cdot 10^{-6}$

$3{,}0\cdot 10^{-6}$

$6{,}60\cdot 10^{-5}$

2

$1{,}0\cdot 10^{-6}$

$9{,}0\cdot 10^{-6}$

$1{,}98\cdot 10^{-4}$

3

$3{,}0\cdot 10^{-6}$

$9{,}0\cdot 10^{-6}$

$5{,}94\cdot 10^{-4}$

a)

Determinar los órdenes parciales y el orden total de la reacción. [0,50 puntos]

b)

Escribir la ecuación de velocidad. [0,50 puntos]

c)

Calcular el valor de la constante de velocidad y sus unidades. [0,50 puntos]

d)

Indicar cómo afecta la presencia de un catalizador. Razonar la respuesta. [0,50 puntos]

Cuando se calientan $0{,}20\text{ moles}$ de $\mathrm{COCl}_2$ a $300^\circ\mathrm{C}$ en un reactor de $5{,}0\text{ L}$, tiene lugar la siguiente reacción:$$\mathrm{COCl}_2\,(g) \rightleftharpoons \mathrm{Cl}_2\,(g) + \mathrm{CO}\,(g) \quad (\Delta H = 29{,}4\text{ kJ}\cdot\mathrm{mol}^{-1})$$alcanzándose en el equilibrio una presión total de $2{,}6\text{ atm}$.

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

a)

Hallar las concentraciones de cada especie en el equilibrio.

b)

Calcular $K_c$ y $K_p$.

c)

Justificar lo que le sucederá en el equilibrio al aumentar la temperatura.

Sea la reacción $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{OH}_{\text{(l)}} + \text{O}_{2\text{(g)}} \rightarrow \text{CH}_3\text{-COOH}_{\text{(l)}} + \text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}}$

Datos:

$\Delta H^{\circ}_f\ (\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1})$: $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{OH}_{\text{(l)}} = 227{,}6$; $\text{CH}_3\text{-COOH}_{\text{(l)}} = -487{,}0$; $\text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} = -285{,}8$

a)

Calcular la variación de entalpía de la reacción a $25\ ^{\circ}\text{C}$, en condiciones estándar.

b)

Razonar cuál será el signo de la variación de entropía a $25\ ^{\circ}\text{C}$, en condiciones estándar.

c)

Razonar si la reacción será espontánea a cualquier temperatura.

Una disolución acuosa de un ácido monoprótico ($\text{HA}$) tiene una concentración de $6{,}0\cdot 10^{-3}\ \text{M}$.

Datos:

$K_a (\text{HA}) = 2{,}0\cdot 10^{-6}$

a)

Hallar el grado de disociación (ionización) del ácido $\text{HA}$, expresado en %.

%

b)

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

c)

Averiguar la concentración que debería tener una disolución de $\text{HNO}_3$ para tener el mismo $\text{pH}$.

Considera el equilibrio de solubilidad del fluoruro de magnesio, $\text{MgF}_2$.

Datos:

$K_{ps} (\text{MgF}_2) = 8{,}0\cdot 10^{-8}$; Masas atómicas (u): $\text{F} = 19{,}0$; $\text{Mg} = 24{,}3$

a)

Formular el equilibrio de solubilidad del $\text{MgF}_2$ indicando el estado de cada especie. Escribir la expresión para la constante de solubilidad, $K_{ps}$.

b)

Calcular la solubilidad del $\text{MgF}_2$ en agua pura en $\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$.

c)

Justificar cómo varia la solubilidad del $\text{MgF}_2$ al añadirle un exceso de $\text{NaF}$.

Sabiendo que $E^{\circ}(\text{Ag}^+/\text{Ag}) = +0{,}80\ \text{V}$ y $E^{\circ}(\text{Cd}^{2+}/\text{Cd}) = -0{,}40\ \text{V}$.

a)

Dibujar el esquema de una pila utilizando como electrodos una barra de cadmio y otra de plata. Identificar todos los elementos que la forman e indicar el sentido del movimiento de los electrones.

b)

Escribir las reacciones que tienen lugar en el cátodo y en el ánodo y calcular la fuerza electromotriz (potencial) de la pila formada.

Se hace pasar durante $3{,}5$ horas una corriente de $4{,}0\text{ A}$ a través de una celda electrolítica que contiene una disolución de diyoduro de estaño ($\text{SnI}_2$).

Datos:

Masas atómicas (u): $\text{Sn} = 118{,}7$; $\text{I} = 127{,}0$; $1\text{ F} = 96500\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$

a)

Hallar la masa de estaño metálico depositada sobre el cátodo.

b)

Calcular el tiempo necesario (en minutos) para que se depositen $6{,}0$ gramos de $\text{I}_2$.

Un compuesto formado por carbono, hidrógeno y oxígeno tiene una masa de 4,6 gramos. Se hace reaccionar con oxígeno dando 8,8 gramos de $\text{CO}_2$ y 5,4 gramos de agua. Por otro lado, 9,2 gramos de este compuesto ocupan un volumen de 5,80 L a 780 mmHg de presión y una temperatura de $90\ ^\circ\text{C}$.

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

a)

Averiguar la fórmula empírica y la fórmula molecular del compuesto.

b)

Formular y nombrar un posible isómero.