Examen de Química PAU La Rioja 2024 · Ordinaria

Pregunta 1.-

a)

Escriba la configuración electrónica del Arsénico ($Z=33$) en estado fundamental e indique en qué grupo y periodo se encuentra. [0,75 puntos]

b)

Ordene los siguientes elementos neutros en función de su primera energía de ionización, de mayor energía a menor: $\text{S}\ (Z=16)$, $\text{Na}\ (Z=11)$ y $\text{K}\ (Z=19)$. Razone su respuesta. [0,75 puntos]

c)

¿Cuál es el número máximo de electrones en orbitales con el número cuántico $n = 3$? [0,5 puntos]

Dado el siguiente equilibrio químico:

$$\text{PCl}_5\text{ (g)} \rightleftharpoons \text{PCl}_3\text{ (g)} + \text{Cl}_2\text{ (g)}$$

Si se introducen $0{,}2\text{ moles}$ de $\text{PCl}_5$ en un recipiente de $1{,}5\text{ litros}$ a $250^\circ\text{C}$, una vez alcanzado el equilibrio químico:

a)

Calcule el valor de $K_c$. [0,5 puntos]

b)

Calcule el grado de disociación del $\text{PCl}_5$. [1 punto]

c)

Si se reduce el volumen del recipiente a la mitad a temperatura constante, ¿hacia dónde se desplazará el equilibrio? Razone su respuesta. [0,5 puntos]

Datos:

$K_p = 1{,}80\text{ atm}$. $R = 0{,}082\text{ L}\cdot\text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$.

Pregunta 3.-

La siguiente reacción tiene lugar en medio ácido:$$\text{MnO}_4^- + \text{Fe}^{2+} + \text{H}^+ \longrightarrow \text{Mn}^{2+} + \text{Fe}^{3+} + \text{H}_2\text{O}$$

a)

Ajuste la siguiente reacción iónica redox por el método del ion-electrón, indicando el agente reductor y el agente oxidante. [1 punto]

b)

¿Qué volumen de disolución de permanganato de potasio 0,1 M será necesario para que reaccione completamente con una muestra de 1,5 gramos de nitrato de hierro(II) al 80% de pureza? Exprese el resultado en mililitros. [1 punto]

Datos:

Masas atómicas: K = 39,1; Mn = 54,9; Fe = 55,8; N = 14,0; O = 16,0 g/mol

Pregunta 4.-

Defina los siguientes conceptos:

a)

Reacción exotérmica. [0,5 puntos]

b)

Catálisis. [0,5 puntos]

c)

Velocidad media de reacción. [0,5 puntos]

d)

Energía de activación. [0,5 puntos]

Pregunta 5

a) y b)

Indique, con la fórmula semidesarrollada, cuatro de los isómeros de un compuesto orgánico con fórmula molecular $\text{C}_4\text{H}_8$ y nombre correctamente dichos isómeros.

[1,2 puntos]

c)

¿Qué es la isomería geométrica cis/trans o Z/E? Indique dos isómeros que presenten dicha isomería.

[0,8 puntos]

Pregunta 6.- Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: (0,4 puntos cada una)

a)

Las sustancias iónicas tienen puntos de fusión y ebullición elevados debido a la fuerza repulsiva entre sus iones.

[0,4 puntos]

b)

La molécula $\text{BF}_3$ tiene una estructura trigonal plana, con ángulos de enlace de $120^\circ$.

[0,4 puntos]

e)

Las fuerzas de Van der Waals son fuerzas intramoleculares de atracción que existen entre moléculas de sustancias covalentes.

[0,4 puntos]

Pregunta 6.- Razone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: (0,4 puntos cada una)

c)

El radio iónico de los siguientes iones aumenta según la serie: $\text{Ca}^{2+} < \text{K}^+ < \text{Cl}^- < \text{S}^{2-}$.

[0,4 puntos]

d)

La configuración electrónica del elemento $\text{Ca}\,(Z=20)$ en su estado fundamental es $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,4s^1$.

[0,4 puntos]

Pregunta 7

El hierro elemental ($\text{Fe}$) reacciona con ácido sulfúrico ($\text{H}_2\text{SO}_4$) concentrado para generar sulfato de hierro(II) ($\text{FeSO}_4$) y dihidrógeno ($\text{H}_2$).

a)

Ajuste la reacción química y determine el valor del potencial estándar de la pila voltaica que se podría formar con ambas semirreacciones redox.

[0,75 puntos]

b)

Si una vez llevada a cabo la reacción completa de una muestra de hierro impuro de $50\text{ gramos}$, se generan $14\text{ litros}$ de $\text{H}_2$ a $25^\circ\text{C}$ y $1\text{ atm}$ de presión, ¿cuál es la pureza de la muestra de hierro inicial?

[1,25 puntos]

Datos:

Masas atómicas: $\text{Fe} = 55{,}8\text{ g/mol}$; $R = 0{,}082\text{ L}\cdot\text{atm}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $E^\circ(2\text{H}^+/\text{H}_2) = 0{,}0\text{ V}$; $E^\circ(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0{,}44\text{ V}$.

Pregunta 8

a)

¿Cuál es la diferencia entre producto de solubilidad y producto iónico? [0,5 puntos]

b)

A 25 °C, la solubilidad del $\mathrm{AgOH}$ en agua es de $1{,}76 \cdot 10^{-2}\ \mathrm{g/L}$. Determine el producto de solubilidad de dicho compuesto. [0,5 puntos]

c)

¿Cuál será el $\mathrm{pH}$ de una disolución saturada de $\mathrm{AgOH}$? [0,5 puntos]

d)

¿Cuál será el $\mathrm{pH}$ al añadir $\mathrm{AgOH}$ sólido a una disolución $0{,}1\ \mathrm{M}$ de nitrato de plata? [0,5 puntos]

Datos: Masas atómicas: $\mathrm{Ag} = 107{,}9$; $\mathrm{O} = 16{,}0$; $\mathrm{H} = 1{,}0\ \mathrm{g/mol}$.

Pregunta 9

a)

Determine el $\mathrm{pH}$ de una disolución acuosa de ácido acético (ácido etanoico) $0{,}0001\ \mathrm{M}$. [1 punto]

b)

¿Qué es una reacción de neutralización? [0,5 puntos]

c)

Determine el volumen de $\mathrm{NaOH}\ 0{,}005\ \mathrm{M}$ (en $\mathrm{mL}$) para neutralizar $3{,}9\ \text{miligramos}$ de ácido acético (ácido etanoico). [0,5 puntos]

Datos: $K_a(\text{ácido acético}) = 1{,}8 \cdot 10^{-5}$; Masas atómicas: $\mathrm{C} = 12{,}0$; $\mathrm{H} = 1{,}0$; $\mathrm{O} = 16{,}0\ \mathrm{g/mol}$.

mL

Pregunta 10

a)

Identifique y nombre el grupo funcional en los siguientes compuestos orgánicos: [0,2 puntos cada apartado]

b)

Nombre correctamente los compuestos del apartado anterior: [0,1 puntos cada apartado]

c)

¿Qué es un grupo funcional? [0,5 puntos]