Examen de Química PAU La Rioja 2023 · Ordinaria

Pregunta 1.- Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: (0,4 puntos/apartado)

a)

Un orbital puede estar ocupado por dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales.

Afirmación a:

b)

El flúor es el elemento neutro más electronegativo de toda la tabla periódica.

Afirmación b:

c)

El átomo de rubidio neutro es más grande que el átomo de potasio neutro, y más pequeño que el átomo de estroncio neutro.

Afirmación c:

Pregunta 1.- Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: (0,4 puntos/apartado)

d)

La energía de red del compuesto iónico KCl es más negativa que la energía de red del compuesto iónico KI.

Afirmación d:

e)

Las sustancias covalentes atómicas, como el diamante, presentan puntos de fusión muy elevados.

Afirmación e:

[2 puntos] Pregunta 2.-

a)

Una muestra impura de 15 gramos de sulfuro de hierro(II) reacciona con un rendimiento del 100% con una disolución acuosa de ácido clorhídrico en exceso para dar lugar a una disolución de cloruro de hierro(II) y sulfuro de hidrógeno (gas). Si se recogen 2,75 litros de sulfuro de hidrógeno a 273 K y 1 atm de presión, calcule la pureza de la muestra de sulfuro de hierro(II) inicial. [1 punto]

%

b)

Calcule la masa de cloruro de hierro(II) resultante de la reacción del apartado a. [0,5 puntos]

c)

Indique el número de moles del reactivo en exceso que se consumen en la reacción del apartado a. [0,5 puntos]

Datos:

Masas atómicas: $\text{Fe} = 55{,}8$; $\text{S} = 32{,}1$; $\text{Cl} = 35{,}5\text{ g/mol}$. $R = 0{,}082\text{ L}\cdot\text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$

[2 puntos] Pregunta 3.- En un laboratorio se disponen de dos electrodos metálicos de aluminio y hierro, así como de dos disoluciones 1 M de $\text{FeCl}_2$ y $\text{AlCl}_3$.

a)

Dibuje el esquema de una pila que se podría construir a partir de dichos electrodos y disoluciones. Incluya los elementos necesarios (cables, voltímetro, puente iónico) e indique la dirección del flujo de electrones. [0,75 puntos]

b)

Ajuste la reacción según el método ión-electrón y calcule la fuerza electromotriz o potencial estándar de la pila. [0,75 puntos]

c)

¿Qué es la electrólisis? [0,5 puntos]

Datos:

Potenciales estándar de reducción: $E^\circ(\text{Al}^{3+}/\text{Al}) = -1{,}66\text{ V}$; $E^\circ(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0{,}44\text{ V}$.

Pregunta 4.- La densidad del ácido clorhídrico concentrado comercial en disolución acuosa es de $1{,}18\text{ g/mL}$ y tiene una riqueza en peso de $\text{HCl}$ del $35\,\%(\text{m/m})$, es decir, $35\text{ gramos}$ de $\text{HCl}$ por cada $100\text{ gramos}$ de disolución. Responda a las siguientes cuestiones:

a)

Se desea preparar una disolución acuosa de $750\text{ mL}$ con una concentración $0{,}8\text{ M}$ de $\text{HCl}$. Calcule el volumen de $\text{HCl}$ comercial necesario para preparar dicha disolución. [0,75 puntos]

b)

El $\text{HCl}$ reacciona rápidamente con amoniaco (azano) en una reacción de neutralización ácido-base para dar lugar a cloruro de amonio ($\text{NH}_4\text{Cl}$). ¿Qué cantidad de $\text{HCl}$ $0{,}8\text{ M}$, en mililitros, es necesaria para que reaccionen completamente $100\text{ mL}$ de una disolución de amoniaco (azano) $0{,}3\text{ M}$? ¿Cuántos gramos de cloruro de amonio se producirán? [0,75 puntos]

c)

Sabiendo que el amoniaco o azano es una base débil, determine cualitativamente el carácter ácido, básico o neutro de la disolución resultante de cloruro de amonio del apartado b. [0,5 puntos]

Datos

Masas atómicas: $\text{H} = 1{,}0$; $\text{Cl} = 35{,}5$; $\text{N} = 14{,}0\text{ g/mol}$.

Pregunta 5.- Responda a las siguientes cuestiones de química orgánica:

a)

Ponga un ejemplo de una molécula orgánica que presente isomería espacial (estereoisomería) cis/trans y que tenga una función alcohol. [0,5 puntos]

b)

Ponga un ejemplo de una molécula que presente isomería óptica y que tenga una función amina. Identifique el carbono asimétrico en dicha molécula. [0,25 puntos]

c)

Indique, con la fórmula desarrollada, cuatro de los isómeros de un compuesto orgánico con fórmula molecular $\text{C}_3\text{H}_6\text{O}$ y nombre correctamente dichos compuestos. [1,25 puntos]

Pregunta 6.- Ordene, razonadamente, las siguientes especies químicas:

a)

en orden creciente de puntos de fusión: $\text{Cl}_2$, $\text{H}_2\text{O}$, $\text{SiO}_2$, $\text{CCl}_4$ [0,5 puntos]

b)

en orden creciente de polaridad de enlace: $\text{Cl}-\text{Cl}$, $\text{C}-\text{Cl}$, $\text{C}-\text{F}$ [0,5 puntos]

Pregunta 6.- Ordene, razonadamente, las siguientes especies químicas:

c)

en orden decreciente de afinidad electrónica: $\text{Ar}$, $\text{Cl}$, $\text{F}$ [0,5 puntos]

d)

en orden decreciente de radio iónico: $\text{N}^{3-}$, $\text{F}^-$, $\text{O}^{2-}$ [0,5 puntos]

La reacción directa de la especie A y la especie B para dar lugar a C es de primer orden con respecto a ambos reactivos. Cuando la concentración de A es $0{,}15\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$ y B es $0{,}50\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$, la velocidad de la reacción es igual a $2{,}5\cdot 10^{-3}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$.

a)

Determine el valor de la constante de velocidad de la reacción. [0,5 puntos]

b)

Calcule la velocidad de reacción cuando duplicamos las concentraciones de A y B. [0,5 puntos]

c)

Al añadir un catalizador, la energía de activación se reduce y la constante de velocidad de la reacción directa catalizada pasa a ser el doble que en la reacción no catalizada. Determine la velocidad de reacción para las concentraciones: $[\text{A}] = 0{,}15\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$ y $[\text{B}] = 0{,}50\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$. [0,5 puntos]

d)

Indique razonadamente cómo variará la velocidad de reacción si se disminuye la temperatura. [0,5 puntos]

Pregunta 8.- La descomposición de un compuesto en estado gaseoso A tiene lugar a alta temperatura según la reacción:

$$\mathrm{A(g) \rightleftharpoons B(g) + C(g)}$$

A $250\ \mathrm{^\circ C}$ la constante de equilibrio $K_c$ es igual a $10$. Si se introducen $1{,}2\ \mathrm{moles}$ de $\mathrm{A}$ en un matraz cerrado de $2\ \mathrm{L}$ y se deja al sistema que alcance el equilibrio:

a)

Calcule las concentraciones de todas las especies ($\mathrm{A}$, $\mathrm{B}$ y $\mathrm{C}$) en el equilibrio. [0,75 puntos]

b)

Calcule la $K_p$ y la presión total del sistema en el equilibrio. [0,75 puntos]

c)

¿Hacia dónde se desplazará el equilibrio si el volumen del recipiente se reduce a la mitad? [0,5 puntos]

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

Pregunta 9.- a) Se dispone de $10\text{ mL}$ una disolución de nitrato de plata $0{,}1\text{ M}$ y de $10\text{ mL}$ una disolución de cloruro de sodio $0{,}2\text{ M}$. Sabiendo que el producto de solubilidad del cloruro de plata es $1{,}7\cdot 10^{-10}$ a $25^\circ\text{C}$, determine si precipitará cloruro de plata al mezclar dichas disoluciones (asumiendo que los volúmenes son aditivos). [1 punto]

a)

b) Calcule la solubilidad del cloruro de plata en agua (en $\text{g/L}$) a partir del producto de solubilidad ($1{,}7\cdot 10^{-10}$) a $25^\circ\text{C}$. [0,5 puntos]

b)

c) Indique las diferencias entre una disolución saturada, insaturada y sobresaturada. [0,5 puntos]

Datos: Masas atómicas: $\text{Ag} = 107{,}9$; $\text{Cl} = 35{,}5\text{ g/mol}$.

c)

Pregunta 10.-

a)

Escriba la fórmula semidesarrollada de los siguientes compuestos: (0,25 puntos por apartado)

b)

Indique, justificadamente, si los compuestos del apartado a pueden presentar estereoisomería (isomería espacial), de tipo geométrica (cis-trans) u óptica. (0,15 puntos por apartado)