Examen de Química PAU Madrid 2021 · Ordinaria

Dados los elementos A ($Z=17$), B ($Z=35$), C ($Z=19$) y D ($Z=11$):

a)

Escriba la configuración electrónica de cada uno de ellos.

b)

Justifique cuáles se encuentran en el mismo periodo.

c)

Razone si el elemento D ($Z=11$) presenta mayor afinidad electrónica que el A ($Z=17$).

Conteste razonadamente las siguientes preguntas para los ácidos: $\text{HNO}_2$, $\text{HF}$ y $\text{HCN}$.

Datos:

$K_a(\text{HNO}_2) = 4{,}5\times 10^{-4}$; $K_a(\text{HF}) = 7{,}1\times 10^{-4}$; $K_a(\text{HCN}) = 4{,}9\times 10^{-10}$

a)

Suponiendo disoluciones acuosas de igual concentración de cada uno de ellos, explique cuál presenta menor pH.

b)

Justifique y ordene de mayor a menor basicidad las bases conjugadas.

c)

Se mezclan 0,200 L de disolución de nitrato de bario 0,100 M con 0,100 L de disolución de fluoruro de potasio 0,400 M. Considere los volúmenes aditivos.

Dato:

$K_s(\text{fluoruro de bario}) = 1{,}0\times 10^{-6}$

a)

Escriba el equilibrio de solubilidad que tiene lugar, detallando el estado de todas las especies.

b)

Justifique numéricamente la precipitación del fluoruro de bario.

c)

Explique si aumenta, disminuye o no varía la solubilidad del fluoruro de bario cuando se le añade una disolución de ácido fluorhídrico.

Se construye una pila formada por un electrodo de zinc, sumergido en una disolución 1 M de $\text{Zn}(\text{NO}_3)_2$ y conectado por un puente salino con un electrodo de cobre, sumergido en una disolución 1 M de $\text{Cu}(\text{NO}_3)_2$.

Datos:

$E^0(\text{V}): \text{Zn}^{2+}/\text{Zn} = -0{,}76;\ \text{Cu}^{2+}/\text{Cu} = 0{,}34$

a)

Ajuste las reacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo, y la reacción iónica global.

b)

Escriba la notación de la pila y detalle para qué sirve el puente salino.

c)

Indique en qué sentido circula la corriente en el conductor eléctrico.

d)

Indique en qué electrodo se deposita cobre.

A.5 (2 puntos) Conteste las siguientes cuestiones:

a)

Nombre los siguientes compuestos:

b)

Formule la reacción, indique de qué tipo es, y nombre los compuestos orgánicos implicados:

$\text{propan-2-ol} + \text{H}_2\text{SO}_4/\text{calor} \rightarrow$

c)

Formule la reacción, indique de qué tipo es, y nombre los compuestos orgánicos implicados:

$\text{pent-2-eno} + \text{H}_2\text{O}/\text{H}^+ \rightarrow$

d)

Formule la reacción, indique de qué tipo es, y nombre los compuestos orgánicos implicados:

$\text{3-metilpentan-1-ol} + \text{HBr} \rightarrow$

B.1 (2 puntos) Responda las siguientes cuestiones:

a)

Justifique si la molécula $\mathrm{NH_3}$ es polar utilizando la teoría de hibridación y su geometría.

b)

Explique si los siguientes compuestos presentan enlace de hidrógeno: $\mathrm{H_2O}$, $\mathrm{CH_4}$ y $\mathrm{HCl}$.

c)

Justifique por qué el bromuro de sodio tiene un punto de fusión menor que el cloruro de sodio.

B.2 (2 puntos) La ecuación de velocidad de la reacción $\mathrm{CO(g) + NO_2(g) \rightarrow CO_2(g) + NO(g)}$ es $v = k [\mathrm{NO_2}]^2$. Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) La velocidad de desaparición de ambos reactivos es la misma.

b) Las unidades de la constante de velocidad son: $\mathrm{mol\cdot L\cdot s^{-1}}$.

c) La velocidad de la reacción aumenta al duplicar la concentración inicial de $\mathrm{CO(g)}$.

d) En esta reacción en particular, la constante de velocidad no depende de la temperatura, porque la reacción se produce en fase gaseosa.

B.3 (2 puntos) Se puede obtener cloro gaseoso en la oxidación del ácido clorhídrico con ácido nítrico, produciéndose también dióxido de nitrógeno y agua.

a)

Indique cuál es la especie oxidante y cuál la reductora. Ajuste la reacción iónica global y la reacción molecular por el método del ion-electrón.

b)

Sabiendo que el rendimiento de la reacción es del $82\%$, calcule el volumen de cloro que se obtiene a $25\ ^{\circ}\mathrm{C}$ y $1{,}0\ \mathrm{atm}$, cuando reaccionan $600\ \mathrm{mL}$ de una disolución $2{,}00\ \mathrm{M}$ de $\mathrm{HCl}$ con ácido nítrico en exceso.

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

B.4 (2 puntos) En un reactor de $25{,}00\text{ L}$ a $440\text{ }^{\circ}\text{C}$, se introducen $5{,}00\text{ mol}$ de hidrógeno y $2{,}00\text{ mol}$ de nitrógeno, obteniendo $50{,}0\text{ g}$ de $\text{NH}_3\text{ (g)}$ cuando se alcanza el equilibrio $3\text{ H}_2\text{ (g)} + \text{N}_2\text{ (g)} \rightleftharpoons 2\text{ NH}_3\text{ (g)}$.

Datos. $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$. Masas atómicas: $\text{H} = 1{,}0$; $\text{N} = 14{,}0$.

a)

Exprese el número de moles en equilibrio de los reactivos y del producto, en función de $x$ (cambio de concentración en mol), y calcule sus valores.

b)

Obtenga $K_c$ y $K_p$.

c)

Razone cómo se modifica el equilibrio si la reacción transcurre a la misma temperatura, pero aumenta la presión total.

B.5 (2 puntos) La fórmula molecular $\mathrm{C_4H_8O_2}$, ¿a qué sustancia o sustancias de las propuestas a continuación corresponde? Justifique la respuesta escribiendo en cada caso su fórmula semidesarrollada y molecular.

a)

Ácido butanoico

b)

Butanodial

c)

Propanoato de metilo

d)

Ácido metilpropanoico