Examen de Química PAU La Rioja 2023 · Extraordinaria

Pregunta 1.- Explique brevemente el significado de cada uno de los siguientes conceptos:

a)

Número cuántico $n$. [0,5 puntos]

b)

Apantallamiento. [0,5 puntos]

Pregunta 1.- Explique brevemente el significado de cada uno de los siguientes conceptos:

c)

Energía de red o energía reticular. [0,5 puntos]

d)

Enlace metálico. [0,5 puntos]

El carbonato de calcio reacciona con una disolución acuosa de ácido clorhídrico para dar cloruro de calcio, dióxido de carbono (gas) y agua:

Datos

$R$: $0{,}082\ \text{L}\cdot\text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$ |

Masas atómicas: $\text{Ca} = 40{,}1;\ \text{C} = 12{,}0;\ \text{O} = 16{,}0;\ \text{H} = 1{,}0;\ \text{Cl} = 35{,}5\ \text{g/mol}$

a)

Ajuste la reacción química. [0,5 puntos]

b)

Calcule la pureza en carbonato de calcio de una muestra de $200\text{ gramos}$ sabiendo que, al reaccionar completamente con ácido clorhídrico en exceso, se generan $35{,}2\text{ litros}$ de dióxido de carbono a $1{,}2\text{ atm}$ y $13\ ^\circ\text{C}$, asumiendo un rendimiento de reacción del $100\%$. [1 punto]

%

c)

Si la reacción de la muestra anterior se ha llevado a cabo utilizando $2\text{ litros}$ de ácido clorhídrico $2{,}0\text{ M}$, ¿qué cantidad, en gramos, de ácido clorhídrico quedará sin reaccionar? [0,5 puntos]

Las valoraciones ácido-base son muy útiles para determinar de forma precisa la concentración de ácido o de base en una disolución. Responda a las siguientes cuestiones:

a)

¿Qué es un indicador ácido-base? [0,5 puntos]

b)

¿Qué es el punto de equivalencia de una valoración ácido-base? [0,5 puntos]

c)

Dibuje de forma cualitativa dos curvas de valoración, indicando el pH aproximado del punto de equivalencia (mayor, menor o igual a 7) y representando el pH de la disolución respecto al volumen de una base fuerte, el agente valorante, que se adiciona sobre:

i)

un ácido fuerte. [0,5 puntos]

ii)

un ácido débil. [0,5 puntos]

7',

'exam-option-incorrect': isAnswered && selPh2 === opt && opt !== 'pH > 7'

}"

:data-correct="opt === 'pH > 7' || null"

@click="!isAnswered && (selPh2 = opt)"

>

Pregunta 4.- Dos compuestos A y B reaccionan para dar lugar al producto C a 350 K de temperatura. Para determinar la cinética de la reacción, se llevaron a cabo los siguientes experimentos:

Experimento

[A] inicial (mol · L -1)

[B] inicial (mol · L -1)

Velocidad inicial (mol · L -1 · s -1)

1

0,20

0,40

64 · 10 -3

2

0,20

0,20

16 · 10 -3

3

0,60

0,20

144 · 10 -3

Determine:

a)

El orden de la reacción respecto a los reactivos A y B, el orden global de la reacción, la ecuación de velocidad y el valor de la constante de velocidad. [1 punto]

b)

Determina la concentración inicial de B para que la velocidad de la reacción sea $12\cdot 10^{-2}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$ si la concentración de [A] es $0{,}30\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$. [0,5 puntos]

c)

Si se añade un catalizador positivo a la reacción, señale cómo afectará a la variación de entalpía entre reactivos y productos ($\Delta H^\circ$) y a la energía de activación del proceso ($E_a$). [0,5 puntos]

a)

Realice un esquema con los principales tipos de isomería estructural en compuestos orgánicos. Añada un ejemplo de cada uno de ellos y nombre correctamente todos los compuestos. [1,5 puntos]

b)

¿Qué compuesto de los siguientes es más soluble en agua? Razone su respuesta. [0,5 puntos]

Pregunta 6.- Determine la estructura de Lewis, la geometría y la polaridad en las siguientes especies químicas, utilizando el método que considere oportuno (TEV y/o TRPECV): [0,5 puntos cada una]

i)

Especie $\text{CS}_2$

ii)

Especie $\text{PH}_3$

iii)

Especie $\text{BeF}_2$

iv)

Especie $[\text{AlH}_4]^-$

Pregunta 7.- Se preparan 20 mL de una disolución 0,02 M de un ácido débil HA, cuya constante de ionización $K_a$ es igual a $4\cdot 10^{-6}$.

a)

Calcule las concentraciones en el equilibrio de $\text{A}^-$, $\text{HA}$ y $\text{H}_3\text{O}^+$ y el pH de dicha disolución. [1 punto]

b)

¿Cuántos miligramos de hidróxido de sodio sólido son necesarios para neutralizar la disolución del ácido HA? [0,5 puntos]

c)

Si se prepara una disolución a partir de la sal de sodio de la base conjugada (NaA) del ácido HA, ¿la disolución resultante será ácida, básica o neutra? Razone su respuesta. [0,5 puntos]

Datos

Masas atómicas:

Na = 23,0; H = 1,0; O = 16,0 g/mol

Pregunta 8.-

a)

«El cobre elemental $\mathrm{Cu}$ es un metal relativamente difícil de oxidar. Su reacción con ácidos fuertes como el $\mathrm{HCl}$, no tiene lugar de forma espontánea, mientras que la reacción de $\mathrm{HCl}$ con hierro elemental $\mathrm{Fe}$, genera un gas y la sal de $\mathrm{Fe(II)}$ correspondiente de forma espontánea.» Razone la veracidad o falsedad de esta afirmación en base a los potenciales de reducción estándar de ambos metales y del par redox $\mathrm{2H^+/H_2}$. [0,5 puntos]

b)

El ácido nítrico es capaz de oxidar el cobre elemental, ya que el anión nitrato, en medio ácido, tiene un poder oxidante mayor que el del par $\mathrm{2H^+/H_2}$. Ajuste la siguiente reacción mediante el método del ion-electrón en medio ácido y calcule el potencial estándar de la pila voltaica que se podría formar: [1,5 puntos]

$$\mathrm{Cu(s) + HNO_3(ac) \rightarrow Cu(NO_3)_2(ac) + NO(g) + H_2O(l)}$$

Datos:

$E^\circ(\mathrm{2H^+/H_2}) = 0{,}0\text{ V}$; $E^\circ(\mathrm{Fe^{2+}/Fe}) = -0{,}44\text{ V}$; $E^\circ(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\text{ V}$; $E^\circ(\mathrm{NO_3^-/NO}) = +0{,}96\text{ V}$

Pregunta 9.- El hidróxido de magnesio es una sal poco soluble en agua. Sabiendo que su producto de solubilidad es $6{,}24 \cdot 10^{-12}$ a $10\ ^\circ\text{C}$:

a)

Calcule la solubilidad de dicha sal a $10\ ^\circ\text{C}$ en mg/L. [1 punto]

mg/L

b)

La solubilidad a $10\ ^\circ\text{C}$, en mol/L, del hidróxido de magnesio sólido en una disolución $0{,}1\text{ M}$ de nitrato de magnesio. [1 punto]

mol/L

Datos

Masas atómicas: $\text{Mg} = 24{,}3;\ \text{H} = 1{,}0;\ \text{O} = 16{,}0\text{ g/mol}$.

Pregunta 10.- Nombre los reactivos en negrita, escriba la fórmula semidesarrollada de los productos de las siguientes reacciones orgánicas e identifique el tipo de reacción que tiene lugar: [0,4 puntos por apartado]

a)

CH₃-CH₂-CH₂-Cl + NaCN $\rightarrow$

b)

CH₂=CH₂ + H₂O $\rightarrow$

c)

CH₃-COOH + CH₃-CH₂-OH $\rightarrow$

d)

CH₃-CH₂-CH₃ + 5 O₂ $\rightarrow$

e)

CH₃-CO-CH₃ + HCN $\rightarrow$