Examen de Química PAU La Rioja 2021 · Extraordinaria

Pregunta 1

a)

Represente de manera esquemática el ciclo de Born-Haber para el fluoruro de sodio sólido. Indique cuáles son las energías asociadas a cada etapa del mismo y, a partir de estas, escriba la expresión matemática para el cálculo de la energía de red del fluoruro de sodio sólido.

b)

Ordene razonadamente las energías de red (en valor absoluto) de los halogenuros de sodio.

Pregunta 2

Cuando se lleva a cabo la síntesis de amoniaco a una determinada temperatura y 50 atm de presión total a partir de cantidades estequiométricas de dihidrógeno y dinitrógeno, el porcentaje en volumen de amoniaco en equilibrio es del 15%.

$$3\,\mathrm{H_2}\,\mathrm{(g)} + \mathrm{N_2}\,\mathrm{(g)} \rightleftharpoons 2\,\mathrm{NH_3}\,\mathrm{(g)}$$

a)

Calcule la composición volumétrica de los gases en equilibrio.

%

%

b)

Determine las presiones parciales de todos los componentes en equilibrio.

c)

Datos: Masas atómicas: $\text{Ca} = 40$; $\text{H} = 1$; $\text{O} = 16$

a)

Sabiendo que la solubilidad del hidróxido de calcio en agua es 1,6 g/L, calcule:

i)

ii)

Datos: Masas atómicas: $\text{Ca} = 40$; $\text{H} = 1$; $\text{O} = 16$

b)

Determine el pH de una disolución que se ha preparado mezclando 250 cm³ de ácido clorhídrico 0,4 M y 250 cm³ de hidróxido de sodio 0,02 M.

La reacción química $\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C}$ es de primer orden respecto de A y de B. Con los siguientes datos:

Experiencia

$[\text{A}]_0\ (\text{mol}\cdot\text{L}^{-1})$

$[\text{B}]_0\ (\text{mol}\cdot\text{L}^{-1})$

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

1

0,01

0,01

$6\times 10^{-4}$

2

0,02

0,01

$\text{X}$

3

0,01

$\text{Y}$

$18\times 10^{-4}$

a) Indique, razonando su respuesta, si son verdaderas o falsas cada una de las siguientes proposiciones: [0,5 puntos/apartado]

i)

$\text{X} = 6\times 10^{-4}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$

Verdadera

Falsa

ii)

$\text{Y} = 0,03\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$

Verdadera

Falsa

iii)

Para el primer experimento, $k = 6\times 10^{-8}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$

Verdadera

Falsa

b)

Indique, razonadamente, cómo variará la constante de velocidad si se aumenta la temperatura a la que se lleva a cabo la reacción. [0,5 puntos]

a)

Ponga un ejemplo de una molécula orgánica que presente un carbono asimétrico y que tenga una función aldehído. Nombre correctamente dicho compuesto. [0,5 puntos]

b)

Identifique las funciones químicas presentes en la molécula de ácido láctico ($\text{CH}_3\text{-CH(OH)-COOH}$) e indique si esta molécula presenta algún centro quiral. [0,5 puntos]

c)

Indique qué tipos de isomería estructural pueden presentarse en química orgánica, ponga un ejemplo de cada uno de ellos y nombre correctamente todos los compuestos. [1 punto]

Pregunta 6.-

a)

Los átomos neutros X, Y, Z, tienen las siguientes configuraciones:

X: $1s^2 2s^2 2p^2$ |

Y: $1s^2 2s^2 2p^5$ |

Z: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$

i)

Ordénelos, razonadamente, de menor a mayor electronegatividad. [0,5 puntos]

ii)

Indique razonadamente cuál de ellos tendrá mayor energía de ionización. [0,5 puntos]

b)

Dados los siguientes grupos de números cuánticos $(n, l, m)$:

$(3, 2, 0)$; $(3, 3, 2)$; $(3, 0, 0)$; $(2, -1, 1)$; $(4, 1, 0)$

i)

Indique cuáles no son permitidos y por qué. [0,5 puntos]

ii)

Para los que sí sean permitidos, indique a qué tipo de orbital atómico corresponde cada grupo y cuántos orbitales atómicos de ese tipo podrá tener un átomo. [0,5 puntos]

Pregunta 7.-

a)

Ajuste mediante el método del ion-electrón la siguiente reacción:

[1 punto]

$$\text{MnO}_4^- + \text{AsO}_2^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftarrows \text{MnO}_2 + \text{AsO}_4^{3-} + \text{OH}^-$$

b)

Indique razonadamente si, en condiciones estándar, dicha reacción será o no espontánea.

[0,5 puntos]

c)

De las cuatro especies: $\text{MnO}_4^-$, $\text{AsO}_2^-$, $\text{MnO}_2$, $\text{AsO}_4^{3-}$, indique cuál de ellas será la más oxidante y cuál la más reductora.

[0,5 puntos]

Datos:

$E^\circ(\text{MnO}_4^- / \text{MnO}_2) = 0{,}60\text{ V}$, $E^\circ(\text{AsO}_4^{3-} / \text{AsO}_2^-) = -0{,}67\text{ V}$

Pregunta 8.- Dado el equilibrio:

$\mathrm{H_2(g) + CO_2(g) \rightleftharpoons H_2O(g) + CO(g)}$

En un recipiente de $1\ \mathrm{L}$ de capacidad se introducen $0{,}2\ \mathrm{moles}$ de dihidrógeno, $0{,}3\ \mathrm{moles}$ de dióxido de carbono, $0{,}4\ \mathrm{moles}$ de agua y $0{,}4\ \mathrm{moles}$ de monóxido de carbono a $990\,^\circ\mathrm{C}$. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones: [0,5 puntos/apartado]

a)

¿Se encuentra esta mezcla en equilibrio?

b)

¿En qué sentido se desplazará el equilibrio si retiramos el agua producida en la reacción?

c)

¿Cómo afectará al equilibrio un aumento del volumen del recipiente?

d)

Si para dicho equilibrio $\Delta H^\circ > 0$, ¿cómo afectará al mismo un descenso de la temperatura?

Datos: $K_c (990\,^\circ\mathrm{C}) = 1{,}6$

Pregunta 9.-

a)

Clasifique en ácidos y bases, según la teoría de Brønsted-Lowry, las siguientes especies químicas: $\mathrm{PO_4^{3-}}$, $\mathrm{NH_4^+}$ y $\mathrm{F^-}$, escribiendo la reacción que tiene lugar al disolverlas en agua. Indique el par conjugado en cada caso. [1,2 puntos]

1.

2.

3.

b)

Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: [0,4 puntos/apartado]

i)

Un ácido débil es aquél ácido cuyas disoluciones son diluidas.

ii)

La disociación de una base fuerte en una disolución diluida es prácticamente total.

Pregunta 10.-

a)

Formule o nombre correctamente los siguientes compuestos: [0,2 puntos/apartado]

b)

Identifique cada una de las siguientes reacciones orgánicas: [0,2 puntos/apartado]