Examen de Química PAU Madrid 2020 · Modelo

Considere los elementos $X$ ($Z = 9$), $Y$ ($Z = 12$) y $Z$ ($Z = 16$).

a)

Escriba su configuración electrónica e indique el número de electrones de la capa de valencia.

b)

Identifíquelos con su nombre y símbolo. Determine grupo y periodo de cada elemento e indique si se trata de un metal o no metal.

c)

Para cada uno de los elementos, justifique cuál es su ion más estable.

d)

Formule el compuesto binario formado por los elementos X e Y, nómbrelo e indique el tipo de enlace que presenta.

Para los ácidos cloroetanoico, benzoico y propanoico:

Datos:

$K_a\text{ (ácido cloroetanoico)} = 1,3\cdot 10^{-3}$; $K_a\text{ (ácido benzoico)} = 6,3\cdot 10^{-5}$; $K_a\text{ (ácido propanoico)} = 1,3\cdot 10^{-5}$.

a)

Escriba la fórmula semidesarrollada de cada uno de los ácidos indicados.

b)

Justifique cuál de los tres es el ácido más fuerte.

c)

Justifique si la disolución formada tras valorar cada uno de los ácidos con $\text{NaOH}$ tiene pH ácido, básico o neutro.

d)

Calcule el pH de una disolución 0,2 M de ácido benzoico.

Se establece el equilibrio $\mathrm{PCl_5\ (g) \rightleftharpoons PCl_3\ (g) + Cl_2\ (g)}$ calentando $10{,}4\text{ g}$ de pentacloruro de fósforo a $150\ ^\circ\text{C}$ en un recipiente de $1\text{ L}$ y se observa que la presión total que se alcanza en el equilibrio es $1{,}91\text{ atm}$.

Datos:

$R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$. Masas atómicas: $\mathrm{P} = 31{,}0$; $\mathrm{Cl} = 35{,}5$.

a)

Calcule las concentraciones molares de todas las especies en el equilibrio.

b)

Calcule las constantes del equilibrio $K_c$ y $K_p$.

c)

Justifique cómo afecta a la disociación de $\mathrm{PCl_5}$ un aumento de la presión del sistema, por reducción de volumen, a temperatura constante.

Partiendo del but-1-eno se lleva a cabo la siguiente serie de reacciones:

i. But-1-eno + agua (ácido sulfúrico diluido) $\rightarrow$ B (mayoritario) + C (minoritario)

ii. B + oxidante $\rightarrow$ D

iii. C + ácido etanoico $\rightarrow$ E

a)

Formule cada una de las reacciones y nombre los productos orgánicos formados.

b)

Nombre y explique la regla que sigue la primera reacción para que el producto B sea mayoritario.

c)

Indique el tipo de reacción en cada caso.

A.5 (2 puntos) Una disolución de permanganato de potasio en medio ácido sulfúrico, oxida al agua oxigenada formándose oxígeno, sulfato de manganeso (II), sulfato de potasio y agua.

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

a)

Formule y ajuste las semirreacciones de oxidación y reducción que tienen lugar. [0,5 puntos]

b)

Ajuste las reacciones iónica y molecular globales por el método del ion-electrón. [0,75 puntos]

c)

Calcule el volumen de $\text{O}_2$, medido a $21\text{ }^\circ\text{C}$ y $720\text{ mm Hg}$, que se libera al añadir permanganato de potasio en exceso a $200\text{ mL}$ de peróxido de hidrógeno $0{,}01\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$. [0,75 puntos]

B.1 (2 puntos) Dados los siguientes compuestos: $\text{BCl}_3$, $\text{KI}$ y $\text{NH}_3$.

a)

Justifique el tipo de enlace intramolecular presente en cada uno de ellos.

b)

Explique si conducen la corriente eléctrica a temperatura ambiente.

c)

Dibuje las estructuras de Lewis de aquellos que sean covalentes, e indique su geometría molecular.

d)

Justifique si alguno de los tres compuestos forma enlace de hidrógeno.

Dados los compuestos orgánicos: A (cloroeteno), B (1,6-hexanodiamina), C (ácido hexanodioico).

a)

Formule los compuestos orgánicos indicados. [0,5 puntos]

b)

Formule y nombre el compuesto que resulta de la polimerización de A. [0,5 puntos]

c)

Formule y nombre el compuesto que resulta de la polimerización de B con C. [0,5 puntos]

d)

Justifique si se trata de polímeros de adición o condensación en cada caso. [0,5 puntos]

B.3 (2 puntos) Para la reacción endotérmica: $\mathrm{Sb_2O_5\,(g) \rightleftarrows Sb_2O_3\,(g) + O_2\,(g)}$, explique cómo evoluciona el equilibrio en cada caso:

a)

Disminución de la presión a temperatura constante.

b)

Adición de $\mathrm{Sb_2O_3}$ a volumen y temperatura constantes.

c)

Adición de un catalizador a presión y temperatura constantes.

d)

Aumento de la temperatura.

B.4 (2 puntos) Se lleva a cabo la electrólisis de una disolución acuosa de sulfato de cobre (II) de concentración $4\times 10^{-2}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$ para obtener cobre metálico.

a)

Escriba los procesos que ocurren en el ánodo y en el cátodo y el proceso global ajustado sabiendo que en el ánodo el $\text{H}_2\text{O}$ se descompone en $\text{H}^+$ y $\text{O}_2$.

[0,5 puntos]

b)

Calcule el tiempo necesario para depositar todo el cobre contenido en $250\text{ mL}$ de dicha disolución al pasar una corriente de $1,2\text{ A}$.

[0,75 puntos]

c)

Determine el volumen de gas desprendido en el ánodo en el proceso del apartado anterior, a $25\text{ }^\circ\text{C}$ y $1,5\text{ atm}$.

[0,75 puntos]

Datos:

$R = 0,082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $F = 96485\text{ C}$.

B.5 (2 puntos) Una disolución contiene iones fluoruro y sulfato en concentración de $10^{-2}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}$ de cada ion. A dicha disolución se añade progresivamente otra que contiene iones bario.

Datos. $K_s\text{ (fluoruro de bario)} = 2\times 10^{-6}$; $K_s\text{ (sulfato de bario)} = 10^{-10}$. Masas atómicas: $\text{O} = 16,0$; $\text{F} = 19,0$; $\text{S} = 32,0$; $\text{Ba} = 137,3$.

a)

Escriba los equilibrios de solubilidad de cada sal.

b)

Calcule la solubilidad de cada una de ellas en $\text{g}\cdot\text{L}^{-1}$.

c)

Calcule la concentración de iones bario que debe haber en la disolución para que empiece a precipitar cada sal.

d)

Indique, razonadamente, cuál será el orden de precipitación.