Examen de Química PAU Madrid 2023 · Modelo

A.1 Responda las siguientes cuestiones:

a)

[0,75 puntos] Para las moléculas: $\text{BCl}_3$ y $\text{NCl}_3$, indique la hibridación del átomo central y su geometría, y justifique su polaridad.

b)

[0,75 puntos] Explique los conceptos de sustancias moleculares y sólidos covalentes describiendo los tipos de enlaces y fuerzas intermoleculares que intervienen.

c)

[0,5 puntos] Justifique si el bromo tiene mayor punto de fusión que el bromuro de potasio.

A.2 Responda las siguientes cuestiones:

a)

[0,5 puntos] Formule los siguientes compuestos: 2-cloro-4-metilhexanamida; etinilmetil éter.

b)

[1 punto] Complete las siguientes reacciones, diga de qué tipo son, y en su caso, la regla que siguen, y nombre el/los producto/s orgánico/s obtenido/s.

$\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-CH}_2\text{OH} + \text{H}_2\text{SO}_4/\text{calor} \rightarrow$

$\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{-CHOH-CH}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4/\text{calor} \rightarrow$

c)

[0,5 puntos] Indique el nombre del polímero que se obtiene a partir de cloroeteno, diga el tipo de reacción por la que se forma y formule la unidad repetitiva del polímero.

A.3 Responda las siguientes cuestiones:

a)

[0,5 puntos] Para las sustancias $\text{NH}_4^+$, $\text{Cl}^-$ y $\text{HClO}$, justifique cuáles son sus bases o ácidos conjugados, escribiendo el equilibrio correspondiente según la teoría de Brönsted-Lowry.

b)

[0,5 puntos] Para las sustancias $\text{NH}_4^+$, $\text{Cl}^-$ y $\text{HClO}$ justifique y ordene de menor a mayor basicidad las que son bases y las bases conjugadas de las que son ácidos.

c)

[1 punto] Calcule el volumen de disolución acuosa preparada con $2{,}0\text{ g}$ de $\text{HClO}$ para que el $\text{pH}$ sea $2$.

Datos. $K_a(\text{HClO}) = 3{,}2\cdot 10^{-8}$; $K_b(\text{NH}_3) = 1{,}8\cdot 10^{-5}$. Masas atómicas (u): $\text{H} = 1{,}0$; $\text{O} = 16{,}0$; $\text{Cl} = 35{,}5$.

A.4 Se coloca una muestra de $7{,}2\text{ g}$ de $\text{NH}_4\text{HS(s)}$ en un recipiente de $4{,}0\text{ L}$, cerrado al vacío y a $23\text{ }^\circ\text{C}$. La muestra se descompone alcanzando el equilibrio: $\text{NH}_4\text{HS(s)} \rightleftharpoons \text{NH}_3\text{(g)} + \text{H}_2\text{S(g)}$, siendo la presión total de $0{,}80\text{ atm}$.

Datos. $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$. Masas atómicas (u): $\text{H} = 1{,}0$; $\text{N} = 14{,}0$; $\text{S} = 32{,}0$.

a)

[1 punto] Determine la cantidad en mol de cada especie en el equilibrio.

b)

[0,5 puntos] Obtenga $K_c$ y $K_p$.

c)

[0,5 puntos] Calcule el porcentaje de sólido descompuesto.

%

Se lleva a cabo la electrólisis de bromuro de plomo (II) fundido, utilizando una corriente de $12\text{ A}$.

a)

[0,75 puntos] Ajuste las semirreacciones que tienen lugar en el ánodo, en el cátodo y la reacción iónica global, identificando el electrodo positivo y negativo.

Positivo (+)

Negativo (-)

Negativo (-)

Positivo (+)

b)

[0,5 puntos] Calcule la fuerza electromotriz necesaria para llevar a cabo la electrólisis.

c)

[0,75 puntos] Determine el tiempo que debe mantenerse la corriente para obtener $10{,}0\text{ g}$ de plomo.

Datos

$F = 96485\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$. Masa atómica (u): $\text{Pb} = 207{,}2$.

$E^0(\text{V}):\ \text{Br}_2/\text{Br}^- = 1{,}09$; $\text{Pb}^{2+}/\text{Pb} = -0{,}13$.

B.1 Responda las siguientes cuestiones:

a)

[0,5 puntos] Para el átomo de hidrógeno, calcule la energía del electrón en la segunda órbita, según el modelo atómico de Bohr. Justifique el significado del signo.

b)

[1 punto] Haciendo uso de los números cuánticos obtenga razonadamente el número máximo de subniveles, orbitales y electrones que hay en el tercer nivel energético de un átomo.

c)

[0,5 puntos] Escriba la configuración electrónica en el estado fundamental del elemento A ($Z = 29$) y de su ion más estable.

Dato

$R_H = 2,18\times 10^{-18}\text{ J}$.

B.2 Responda las siguientes cuestiones:

a)

[1 punto] Nombre los siguientes compuestos:

b)

[0,5 puntos] Formule la siguiente reacción, indique de qué tipo es, el nombre de la regla que sigue y del/de los producto/s orgánico/s obtenido/s:$$\text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}_2 + \text{HBr} \rightarrow$$

c)

[0,5 puntos] Esquematice y ajuste la reacción que tiene lugar por la unión sucesiva del monómero etanodiol con el monómero ácido pentanodioico. Detalle como producto la unidad repetitiva. Nombre el tipo de reacción y la clase de polímero que se obtiene.

B.3 En la tabla se detallan los resultados experimentales que se obtienen de la velocidad inicial para la reacción: $\text{A (ac)} + \text{B (ac)} \rightarrow \text{C (ac)}$, con diferentes concentraciones de los reactivos.

Experimento · $[\text{A(ac)}]\ /\ \text{M}$ · $[\text{B(ac)}]\ /\ \text{M}$ · $v_0\ /\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$

1 · 0,1 · 0,1 · $4,0\times 10^{-4}$

2 · 0,2 · 0,1 · $1,6\times 10^{-3}$

3 · 0,5 · 0,1 · $1,0\times 10^{-2}$

4 · 0,5 · 0,5 · $1,0\times 10^{-2}$

a)

[1 punto] Calcule los órdenes parciales y total de la reacción.

b)

[1 punto] Escriba la ecuación de velocidad y obtenga la constante de velocidad y sus unidades.

B.4 Responda las siguientes cuestiones justificando la respuesta:

a)

[0,5 puntos] ¿Qué tipo de reacciones tienen $K_c = K_p$?

b)

[0,5 puntos] ¿La constante de equilibrio de una reacción aumenta o disminuye por un aumento de temperatura?

c)

[0,5 puntos] Escriba la expresión de la constante de equilibrio $K_c$ en función de concentraciones y $K_p$ en función de presiones para la reacción:$$2\ \text{CaSO}_4\text{(s)} \rightleftharpoons 2\ \text{CaO (s)} + 2\ \text{SO}_2\text{ (g)} + \text{O}_2\text{ (g)}$$

d)

[0,5 puntos] ¿Se modifica el equilibrio de la reacción del apartado c) al realizar la reacción en presencia de un catalizador?

No

Sí

Se hacen reaccionar $3{,}3\text{ g}$ de azufre sólido con $15\text{ g}$ de $\mathrm{K_2Cr_2O_7}$ en medio básico, para dar $\mathrm{SO_2}$, $\mathrm{Cr_2O_3}$ y $\mathrm{KOH}$.

Datos: Masas atómicas (u): $\mathrm{H} = 1{,}0$; $\mathrm{O} = 16{,}0$; $\mathrm{S} = 32{,}1$; $\mathrm{K} = 39{,}1$; $\mathrm{Cr} = 52{,}0$; $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$.

a)

[0,75 puntos] Ajuste por el método del ion-electrón las semirreacciones de oxidación y reducción, así como las reacciones iónica y molecular.

b)

[0,5 puntos] Indique las especies que actúan como oxidante y reductora.

c)

[0,75 puntos] Determine cuál es el reactivo limitante de la reacción y calcule el volumen de dióxido de azufre $\mathrm{SO_2}$ que se obtendrá, medido a $1\text{ atm}$ y $25\text{ }^\circ\text{C}$.