Examen de Química PAU La Rioja 2022 · Ordinaria

A la vista de los datos de la tabla:

Datos: Masas atómicas: $\text{C} = 12$; $\text{H} = 1$; $\text{O} = 16$; $\text{F} = 19\text{ g/mol}$

a)

Explique las diferencias encontradas en los puntos de ebullición de:

i)

Los compuestos 1, 2 y 4:

ii)

Los compuestos 2 y 5:

iii)

Los compuestos 2 y 3:

b)

¿Cómo esperaría que fuese la temperatura de ebullición del compuesto $\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-O-CH}_2\text{-CH}_3$ en comparación con la del compuesto 5?

c)

¿Cómo esperaría que fuese la temperatura de ebullición del compuesto $\text{CH}_3\text{-CH}_3$ en comparación con la del compuesto $\text{CH}_3\text{F}$?

En medio básico, el dióxido de cloro se transforma en iones clorato y clorito.

a)

Escriba la reacción que tiene lugar y ajústela mediante el método del ion-electrón. Identifique el agente oxidante y el agente reductor. [0,8 puntos]

En medio básico, el dióxido de cloro se transforma en iones clorato y clorito.

b)

A la vista de los datos de la tabla, referidos a la reacción anterior, determine la ecuación de velocidad para la misma, así como el valor de la constante cinética. [1,2 puntos]

Experimento · $[\text{ClO}_2]\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1})$ · $[\text{OH}^-]\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1})$ · $v\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1})$

1 · 0,010 · 0,030 · $6,0\times 10^{-4}$

2 · 0,010 · 0,075 · $1,5\times 10^{-3}$

3 · 0,055 · 0,030 · $1,82\times 10^{-2}$

Pregunta 3.-

a)

En un recipiente de 3,5 L de capacidad se introducen 0,249 moles de dinitrógeno, $3{,}21\cdot 10^{-2}$ moles de dihidrógeno y $6{,}42\cdot 10^{-4}$ moles de amoniaco a 375 °C. Determine si el sistema está o no en equilibrio. En caso negativo, indique hacia dónde se desplazará el sistema. (1 punto)

b)

Responda a las mismas cuestiones que en el apartado a) si en un recipiente de 2 L se introducen $2\cdot 10^{-2}$ moles de monóxido de nitrógeno, $8{,}3\cdot 10^{-3}$ moles de dicloro y 6,8 moles de cloruro de nitrosilo (NOCl) a 35 °C. (1 punto)

Datos:

$\mathrm{N_2(g) + 3\,H_2(g) \rightleftharpoons 2\,NH_3(g)} \quad K_c(375\,^\circ\mathrm{C}) = 1{,}2$

$2\,\mathrm{NO(g) + Cl_2(g) \rightleftharpoons 2\,NOCl(g)} \quad K_c(35\,^\circ\mathrm{C}) = 6{,}5\cdot 10^4$

Pregunta 4.- a) Escriba el/los equilibrio/s ácido-base que se podría/n establecer entre cada una de las siguientes especies y agua. (0,3 puntos/apartado)

i)

$\mathrm{HS^-}$

ii)

$\mathrm{SO_3^{2-}}$

iii)

$\mathrm{CH_2ClCOOH}$

iv)

$\mathrm{H_2PO_4^-}$

v)

$\mathrm{ClO_4^-}$

b) Los valores de $\mathrm{p}K_a$ de dos ácidos monopróticos $\mathrm{HA}$ y $\mathrm{HB}$ son $5{,}9$ y $8{,}1$, respectivamente. ¿Cuál de los dos ácidos es el más fuerte? (0,5 puntos)

a)

Escriba la fórmula semidesarrollada y el nombre de todos los isómeros estructurales del alcano de fórmula molecular $\text{C}_6\text{H}_{14}$. [1 punto]

b)

Indique qué tipos de isomería presentan entre sí. ¿Alguno de ellos presenta isomería óptica? [0,5 puntos]

c)

Defina la isomería geométrica y ponga un ejemplo de la misma. [0,5 puntos]

a)

Escriba el símbolo químico y la configuración electrónica de: [1,4 puntos]

i) El primer elemento de la tabla periódica con un electrón $d$.

ii) El primer elemento de la tabla periódica con un subnivel $2p$ lleno.

iii) Tres elementos con un único electrón en el subnivel $4s$.

iv) El primer elemento de la tabla periódica con un electrón $p$ que tiene un subnivel $d$ lleno.

v) El primer elemento de la tabla periódica posterior a kriptón que tiene dos electrones en un subnivel $p$.

b)

Para los elementos de los apartados i) y ii), escriba los números cuánticos de TODOS los electrones de su capa de valencia. ¿Cuál de los dos elementos tendrá mayor radio atómico? [0,6 puntos]

Pregunta 7

a)

Explique en qué consiste el efecto del ion común en equilibrios heterogéneos (reacciones de precipitación). [0,5 puntos]

c.ii)

Defina el siguiente concepto: Constante de solubilidad. [0,5 puntos]

Pregunta 7

b)

Escriba el enunciado del principio de Le Chatelier y explique su utilidad. [0,5 puntos]

Pregunta 7

c)

Defina el siguiente concepto: [0,5 puntos]

i)

Ácido y base según la teoría de Brønsted-Lowry.

Pregunta 8.- A la vista de la tabla que se muestra a continuación, que recoge diferentes semisistemas redox ordenados en orden decreciente de potencial estándar de reducción:

$\text{F}_2\text{ (g)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows 2\text{ F}^-\text{ (ac)}$

$\text{Cl}_2\text{ (g)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows 2\text{ Cl}^-\text{ (ac)}$

$\text{O}_2\text{ (g)} + 4\text{ H}^+\text{ (ac)} + 4\text{ e}^- \rightleftarrows 2\text{ H}_2\text{O}$

$\text{Br}_2\text{ (g)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows 2\text{ Br}^-\text{ (ac)}$

$\text{Ag}^+\text{ (ac)} + \text{e}^- \rightleftarrows \text{Ag (s)}$

$\text{Cu}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Cu (s)}$

$2\text{ H}^+\text{ (ac)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows \text{H}_2\text{ (g)}$

$\text{Pb}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Pb (s)}$

$\text{Sn}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Sn (s)}$

$\text{Ni}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Ni (s)}$

$\text{Fe}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Fe (s)}$

$\text{Cr}^{3+}\text{ (ac)} + 3\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Cr (s)}$

$\text{Zn}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Zn (s)}$

$\text{Al}^{3+}\text{ (ac)} + 3\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Al (s)}$

$\text{Mg}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ e}^- \rightleftarrows \text{Mg (s)}$

$\text{Na}^+\text{ (ac)} + \text{e}^- \rightleftarrows \text{Na (s)}$

a) Indique cuáles de las siguientes reacciones se producirán espontáneamente en disolución acuosa en condiciones estándar: [0,3 puntos/apartado]

i)

$\text{Pb (s)} + \text{Zn}^{2+}\text{ (ac)} \rightarrow \text{Pb}^{2+}\text{ (ac)} + \text{Zn (s)}$

ii)

$\text{Fe (s)} + 2\text{ H}^+\text{ (ac)} \rightarrow \text{Fe}^{2+}\text{ (ac)} + \text{H}_2\text{ (g)}$

iii)

$2\text{ Cl}_2\text{ (g)} + 2\text{ H}_2\text{O (l)} \rightarrow 4\text{ Cl}^-\text{ (ac)} + \text{O}_2\text{ (g)} + 4\text{ H}^+\text{ (ac)}$

iv)

$3\text{ Ni}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ Cr (s)} \rightarrow 2\text{ Cr}^{3+}\text{ (ac)} + 3\text{ Ni (s)}$

v)

$\text{Cu}^{2+}\text{ (ac)} + 2\text{ Ag (s)} \rightarrow \text{Cu (s)} + 2\text{ Ag}^+\text{ (ac)}$

b)

i)

De entre todos los cationes de la tabla, indique cuál tiene mayor y cuál menor poder oxidante: [0,2 puntos]

ii)

De entre los aniones, indique cuál tiene mayor y cuál menor poder reductor: [0,2 puntos]

iii)

Indica cuál es el halógeno más oxidante y cuál el metal más reductor: [0,1 puntos]

Pregunta 9.- Determine si aparece precipitado o no al mezclar $40\,\mathrm{mL}$ de disolución acuosa de nitrato de plata $10^{-3}\,\mathrm{M}$ con $160\,\mathrm{mL}$ de disolución acuosa de cloruro de sodio $5\cdot 10^{-3}\,\mathrm{M}$. En caso afirmativo, calcule la masa de sólido que se obtendría si precipitase todo el cloruro de plata posible, así como la concentración de iones cloruro que quedarían en disolución. [2 puntos]

Datos: Masas atómicas: $\mathrm{Ag} = 107{,}9$; $\mathrm{Cl} = 35{,}5\,\mathrm{g/mol}$; $K_{\mathrm{ps}}(\mathrm{AgCl}) = 1{,}7\cdot 10^{-10}$.

1.

Sí

No

2.

3.

Pregunta 10

a) Formule o nombre los siguientes compuestos e indique si alguno de ellos presenta isómeros ópticos. Señale, en su caso, los carbonos quirales: [0,2 puntos/apartado]

i)

Sí

No

ii)

Sí

No

iii)

3,5-dinitrofenol

Sí

No

iv)

$\mathrm{CH_3-CH(OH)-CH_2-CHO}$

Sí

No

v)

Ácido etanodioico

Sí

No

b) Escriba en forma de esquema los diferentes tipos de isomería que pueden aparecer en compuestos orgánicos. Ponga un ejemplo de cada uno de ellos. [1 punto]