Examen de Química PAU Madrid 2022 · Ordinaria

Considere los elementos: $A$ ($Z = 9$) y $B$ ($Z = 13$).

a)

[0,5 puntos] Escriba la configuración electrónica de cada uno.

b)

[0,5 puntos] Identifique el nombre, símbolo, grupo y periodo de cada elemento.

Elemento · Nombre · Símbolo · Grupo · Periodo

$A$ ($Z = 9$)

$B$ ($Z = 13$)

c)

[0,5 puntos] Justifique cuál es el elemento de menor energía de ionización.

d)

[0,5 puntos] Formule el compuesto binario formado por los elementos A y B, nómbrelo e indique el tipo de enlace que presenta.

Responda las siguientes cuestiones:

a)

[1 punto] Nombre los siguientes compuestos, escriba su fórmula molecular, indique cuáles son isómeros entre sí y especifique el tipo de isomería que presentan:

b)

[1 punto] Se quiere sintetizar 3-bromohexano, como único producto, a partir de un alqueno. Formule la correspondiente reacción, indique de qué tipo es, nombre la regla que sigue y nombre el alqueno de partida.

Sobre una disolución que contiene iones $\text{Hg}^{2+}\ 0{,}010\text{ M}$ y $\text{Ag}^{+}\ 0{,}020\text{ M}$ se va añadiendo gota a gota otra disolución con iones $\text{IO}_3^-$. Considere que la adición de las gotas de $\text{IO}_3^-$ no produce cambio de volumen.

Datos:

$K_s(\text{Hg}(\text{IO}_3)_2) = 2{,}0 \cdot 10^{-19}$; $K_s(\text{AgIO}_3) = 3{,}0 \cdot 10^{-8}$.

a)

[0,5 puntos] Escriba los equilibrios de solubilidad ajustados de las dos sales de $\text{IO}_3^-$, detallando el estado de todas las especies.

b)

[1 punto] Escriba la expresión de $K_s$ en función de la solubilidad y calcule la solubilidad molar de $\text{Hg}(\text{IO}_3)_2$ y $\text{AgIO}_3$.

c)

[0,5 puntos] ¿Cómo varía la solubilidad de los yodatos de mercurio y plata al añadir un exceso de yodato a la disolución?

La reacción $\text{CHCl}_3\,(\text{g}) + \text{Cl}_2\,(\text{g}) \rightarrow \text{CCl}_4\,(\text{g}) + \text{HCl}\,(\text{g})$ es de primer orden con respecto a $\text{CHCl}_3$ y de orden $1/2$ con respecto a $\text{Cl}_2$.

a)

[0,5 puntos] Escriba la ecuación de velocidad y determine el orden total de la reacción.

b)

[0,5 puntos] Deduzca las unidades de la constante de velocidad.

c)

[0,5 puntos] Justifique cómo afecta a la velocidad de reacción un aumento de volumen a temperatura constante.

d)

[0,5 puntos] Justifique cómo afecta a la velocidad de reacción un aumento de temperatura.

El clorato de potasio, en medio ácido, reacciona con aluminio formándose tricloruro de aluminio, cloro molecular, cloruro de potasio y agua.

Datos:

Masas atómicas (u): $\text{O} = 16{,}0$; $\text{Al} = 27{,}0$; $\text{Cl} = 35{,}5$; $\text{K} = 39{,}1$.

a)

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

b)

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

c)

[0,75 puntos] Calcule el volumen de una disolución de clorato de potasio de concentración $1{,}67\text{ g}\cdot\text{L}^{-1}$ que se necesita para oxidar $0{,}54\text{ g}$ de aluminio.

B.1 Dadas las siguientes especies: $\text{Fe}$, $\text{BH}_3$, $\text{CHCl}_3$ y $\text{MgF}_2$.

a)

(0,5 puntos) Justifique qué tipo de enlace presenta cada una de ellas.

b)

(0,5 puntos) Indique cuál/es conducirán la corriente en estado sólido y cuál/es lo harán en estado fundido.

c)

(1 punto) Para las especies covalentes: indique y represente la geometría molecular, diga la hibridación del átomo central, y justifique su polaridad.

B.2 Complete y ajuste las siguientes reacciones, formule y nombre todos los compuestos orgánicos que intervienen e indique el tipo de reacción:

a)

(0,5 puntos) Propano + oxígeno $\rightarrow$

b)

(0,5 puntos) Ácido butanoico + propan-1-amina $\rightarrow$

c)

(0,5 puntos) n $\text{CH}_2=\text{CH}_2$ + catalizador $\rightarrow$

d)

(0,5 puntos) $\text{CH}_3-\text{CHOH}-\text{CH}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4\text{(concentrado)} \rightarrow$

B.3 El compuesto $\text{NOBr (g)}$ descompone según la reacción:

$$2\ \text{NOBr (g)} \rightleftharpoons 2\ \text{NO (g)} + \text{Br}_2\text{ (g)} \quad (\Delta H = +16{,}3\ \text{kJ/mol})$$

En un matraz de $1{,}0\ \text{L}$ se introducen $2{,}0\ \text{mol}$ de $\text{NOBr}$. Cuando se alcanza el equilibrio a $25\ ^\circ\text{C}$, se observa que se han formado $0{,}050\ \text{mol}$ de $\text{Br}_2$. Calcule:

a)

(0,5 puntos) Las concentraciones de cada especie en el equilibrio.

b)

(0,5 puntos) $K_c$ y $K_p$.

c)

(0,5 puntos) La presión total.

d)

(0,5 puntos) Justifique dos formas de favorecer la descomposición del $\text{NOBr}$.

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

B.4 El agua de una piscina a la que se ha añadido ácido hipocloroso tiene un $\text{pH} = 7{,}5$.

a)

(1 punto) Escriba la reacción y calcule la concentración inicial del ácido hipocloroso en la piscina.

b)

(1 punto) Si observamos que el $\text{pH}$ de la piscina ha aumentado hasta $7{,}8$, justifique con las reacciones adecuadas y sin hacer cálculos, cuál de los siguientes reactivos debemos añadir para restablecer el $\text{pH}$ a $7{,}5$: $\text{NaOH}$; $\text{HCl}$; $\text{NaCl}$.

Dato. $K_a\text{ (ácido hipocloroso)} = 3{,}2\times 10^{-8}$.

B.5 Responda las siguientes cuestiones:

a)

[1 punto] Dibuje el esquema de una pila utilizando como electrodos una barra de cadmio y otra de plata. Identifique todos los elementos que la forman, e indique el sentido del movimiento de los electrones.

b)

[1 punto] Escriba las reacciones que tienen lugar en el cátodo y en el ánodo, y calcule el potencial de la pila.

Datos

$E^0(\text{V}): \text{Cd}^{2+}/\text{Cd} = -0{,}40;\ \text{Ag}^+/\text{Ag} = 0{,}80.$