Examen de Química PAU Madrid 2021 · Extraordinaria

Responda las siguientes cuestiones:

a)

Considere los elementos: A ($1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$), B ($1s^2 2s^2 2p^2$) y C ($1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4$). Identifique cada elemento y especifique el grupo y el periodo al que pertenece.

b)

Considere los elementos D ($1s^2 2s^1$) y E ($1s^2 2s^2 2p^6$). La primera energía de ionización de uno de ellos es $2080{,}7\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$ y la del otro $520{,}2\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$. Justifique qué valor de la energía de ionización corresponde a cada uno.

c)

¿Cuántos electrones desapareados existen en los átomos de Na, N y Ne?

Para la reacción en fase gaseosa $2\text{ NO}_2\text{ (g)} + \text{F}_2\text{ (g)} \rightarrow 2\text{ NO}_2\text{F (g)}$ la ecuación de velocidad es $v = k [\text{NO}_2] [\text{F}_2]$. Responda las siguientes cuestiones:

a)

Indique los órdenes parciales respecto de los reactivos y el orden total de la reacción.

b)

Razone si es una reacción elemental.

c)

Determine las unidades de la constante de velocidad.

d)

Justifique, mediante la ecuación de Arrhenius, cómo afecta un aumento de temperatura a la velocidad de reacción.

Se hacen reaccionar dicromato de potasio y yoduro de potasio en presencia de ácido sulfúrico, dando lugar a sulfato de cromo (III), yodo y sulfato de potasio.

a)

Formule las semirreacciones de oxidación y reducción e indique las especies oxidante y reductora.

b)

Ajuste la reacción iónica y molecular global por el método del ion-electrón.

c)

Determine el volumen de una disolución 0,25 M de dicromato de potasio que se necesita para obtener 5,0 g de yodo. Dato. Masa atómica: I = 127.

Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a)

El propanoato de metilo se obtiene mediante una reacción de esterificación a partir de ácido propanoico y etanol.

Verdadera

Falsa

b)

En la reacción de eliminación del compuesto butan-2-ol se obtiene como producto mayoritario but-1-eno.

Verdadera

Falsa

c)

El compuesto prop-2-en-1-ol es un isómero de función de la propanona.

Verdadera

Falsa

d)

El compuesto pent-2-eno en presencia de $\text{Br}_2$ da lugar a 2,3-dibromopentano.

Verdadera

Falsa

A.5 (2 puntos) Se prepara una disolución de ácido nitroso de pH = 2,42.

Datos. $K_a \text{ (ácido nitroso)} = 4{,}5\times 10^{-4}$. Masas atómicas: $\text{H} = 1$; $\text{O} = 16$; $\text{Na} = 23$.

a)

Determine la concentración inicial del ácido. [0,75 puntos]

b)

Calcule el grado de disociación del ácido. [0,5 puntos]

c)

A 200 mL de la disolución del enunciado se le adicionan 500 mg de NaOH. Escriba la reacción que transcurre y justifique si el pH de la disolución resultante es ácido, básico o neutro. [0,75 puntos]

B.1 (2 puntos) Considere las moléculas $\text{NCl}_3$ y $\text{AlCl}_3$.

a)

Dibuje sus estructuras de Lewis.

b)

Justifique las fuerzas intermoleculares presentes en el compuesto que forma cada molécula.

c)

Indique la hibridación y el número de pares de electrones enlazantes y libres del átomo central de cada una de ellas.

Átomo central · Hibridación · Pares enlazantes · Pares libres

$\text{N}$ (en $\text{NCl}_3$)

$\text{Al}$ (en $\text{AlCl}_3$)

B.2 (2 puntos) Responda las siguientes cuestiones:

a)

Formule la reacción que permite obtener metilbenceno (tolueno) a partir de clorometano e indique de qué tipo es.

b)

Formule los siguientes compuestos:

c)

Nombre y formule dos compuestos, isómeros de función, de fórmula molecular $\text{C}_3\text{H}_6\text{O}$.

B.3 (2 puntos) Responda las siguientes cuestiones:

a)

Ordene por orden creciente de pH las disoluciones acuosas de igual concentración de los siguientes compuestos: $\text{HF}$, $\text{NH}_3$, $\text{HCN}$ y $\text{NaCl}$. Razone la respuesta.

b)

Calcule la concentración de una disolución de ácido acético sabiendo que $75\text{ mL}$ de esta disolución se neutralizan con $100\text{ mL}$ de una disolución de hidróxido de potasio $0{,}15\text{ M}$.

Datos

$K_a(\text{HF})$: $1{,}4\cdot 10^{-4}$

$K_b(\text{NH}_3)$: $1{,}8\cdot 10^{-5}$

$K_a(\text{HCN})$: $4{,}9\cdot 10^{-10}$

B.4 (2 puntos) En un recipiente de $1{,}0\text{ L}$ a $300\text{ }^\circ\text{C}$ se introducen $5{,}0\text{ g}$ de $\text{PCl}_5$. La presión final cuando se alcanza el equilibrio $\text{PCl}_5\text{ (g)} \rightleftharpoons \text{PCl}_3\text{ (g)} + \text{Cl}_2\text{ (g)}$ es de $2{,}0\text{ atm}$.

a)

Calcule el grado de disociación del $\text{PCl}_5$.

b)

Determine la presión parcial de cada uno de los gases en el equilibrio.

c)

Calcule $K_c$ y $K_p$.

Datos

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

Masas atómicas: $\text{P} = 31{,}0$; $\text{Cl} = 35{,}5$

B.5 (2 puntos) Responda las siguientes cuestiones a partir de la reacción de oxidación-reducción (no ajustada): $$\mathrm{Cu^{2+}\ (ac) + H_2O \rightarrow Cu\ (s) + O_2\ (g)}$$

a)

Razone si la reacción se produce de forma espontánea.

b)

Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción, indicando en qué electrodo se deposita el cobre y en cuál se desprende oxígeno.

c)

Determine cuánto cobre se deposita si se hace pasar una corriente de 0,50 amperios a través de 1,0 L de disolución de $\mathrm{CuSO_4}$ 0,2 M durante 4 horas.

Datos

$\mathrm{E^0(V): Cu^{2+}/Cu = 0,34;\ O_2/H_2O = 1,23}$. $F = 96485\ \mathrm{C}$. Masa atómica: $\mathrm{Cu = 63,5}$.