Examen de Química PAU Madrid 2025 · Modelo

1) Responda a las siguientes cuestiones:

Tabla 1. Potenciales de reducción Par redox · $E^\circ(\text{V})$

$\text{Au}^{3+}/\text{Au}$ · $1{,}52$

$\text{NO}_3^-/\text{NO}$ · $0{,}96$

$\text{Ag}^+/\text{Ag}$ · $0{,}80$

$\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}$ · $0{,}34$

$\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}$ · $-0{,}44$

a)

(1 punto) En el laboratorio se dispone de una disolución acuosa de $\text{Ag}^+\ 1\text{ M}$ y varios electrodos, cuyos potenciales de reducción se indican en la Tabla 1. Utilizando estos datos, razone qué electrodo/s puede/n actuar de ánodo para que en el cátodo se obtenga plata metálica de forma espontánea. Para el/los procesos redox seleccionado/s, escriba las reacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo, y calcule el potencial de la pila formada.

b)

(0,75 puntos) A partir de los datos de la Tabla 1, razone si se disuelve plata metálica en una disolución de ácido nítrico $1\text{ M}$. Formule y ajuste por el método del ion electrón las semirreacciones de oxidación, reducción y la reacción iónica.

c)

(0,75 puntos) La galvanostegia es un proceso electrolítico mediante el cual se recubre un objeto metálico con una lámina de otro metal; esta técnica se emplea, por ejemplo, para el cromado, dorado o plateado de metales menos nobles (Figura 1). Se ha preparado una disolución de nitrato de plata y se quiere utilizar para recubrir de plata una cucharilla metálica. Calcule durante cuántos minutos debe ser aplicada una corriente de $5{,}00\text{ A}$ a la disolución de nitrato de plata para depositar $10{,}1\text{ g}$ de plata metálica sobre la cucharilla.

Datos. Masa atómica (u): $\text{Ag} = 107{,}9$. $F = 96485\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$.

2A) Dados los elementos: A ($Z = 11$), B ($Z = 16$) y C ($Z = 17$), responda a las siguientes cuestiones:

a)

(1 punto) Identifique su nombre, símbolo y escriba su configuración electrónica. Indique y explique de forma razonada cuál es su ion más estable.

Elemento · Nombre · Símbolo · Configuración electrónica · Ion más estable

A ($Z = 11$)

B ($Z = 16$)

C ($Z = 17$)

b)

(1 punto) Justifique qué elemento presenta mayor radio atómico, mayor energía de ionización y mayor afinidad electrónica.

c)

(0,5 puntos) Considere los compuestos que se obtienen cuando se combina A: i) consigo mismo y ii) con el elemento C. Para cada uno de ellos escriba su fórmula y explique el tipo de enlace más probable.

2B) A temperatura ambiente, la sal común, $\mathrm{NaCl}$, es un sólido cristalino y el $\mathrm{COCl_2}$ es un gas.

a)

[0,75 puntos] Explique el tipo de enlace intramolecular para cada una de las sustancias.

b)

[0,75 puntos] Dibuje la estructura de Lewis y nombre y dibuje la geometría molecular de $\mathrm{COCl_2}$ utilizando el modelo de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia. Indique la hibridación del átomo de $\mathrm{C}$.

c)

[1 punto] Represente el ciclo de Born-Haber para la formación de $\mathrm{NaCl(s)}$: $\mathrm{Na(s) + \frac{1}{2} Cl_2(g) \rightarrow NaCl(s)}$, indicando el nombre de las energías implicadas en cada etapa.

3A) Responda a las siguientes cuestiones:

a)

[1,25 puntos] Indique el producto mayoritario de reacción, y nombre y explique la regla que lo produce. Escriba los nombres de reactivos y productos de los compuestos orgánicos, indicando cis y trans para los isómeros geométricos cuando existan:

i) $+\ \mathrm{HCl} \rightarrow$

ii) $\mathrm{CH_3-CHOH-(CH_2)_2-CH_3 + H_2SO_4 / calor} \rightarrow$

b)

[1,25 puntos] Complete las siguientes reacciones identificando las sustancias A, B, C y D (fórmula y nombre):

i) etanol $+\ \mathrm{H_2SO_4 / calor} \rightarrow$ A

ii) etanol $+$ oxidante (frío) $\rightarrow$ B

iii) B $+$ oxidante $\rightarrow$ C

iv) n A (polimerización) $\rightarrow$ D

Indique si cada una de las siguientes afirmaciones es verdadera o falsa y justifique las respuestas formulando la reacción a la que se alude:

a)

(0,75 puntos) La adición de hidrógeno molecular, en presencia de un catalizador, al doble enlace del trans –but–2–eno permite obtener el alcano correspondiente.

b)

(0,75 puntos) La reducción del butanal conduce al ácido carboxílico con el mismo número de átomos de carbono.

c)

(0,5 puntos) La etilamina se comporta como base en una disolución acuosa.

d)

(0,5 puntos) La deshidratación del etanol, por el ácido sulfúrico, produce etino.

4A) Para las siguientes reacciones en equilibrio, responda a las preguntas:

a)

(1,25 puntos) $\mathrm{H_2S\,(g) + I_2\,(s) \rightleftharpoons 2\,HI\,(g) + S\,(s)}$ a $60\text{ }^\circ\mathrm{C}$. Calcule $K_p$ y $K_c$ si las presiones parciales en el equilibrio para $\mathrm{HI}$ y $\mathrm{H_2S}$ son $3{,}65 \cdot 10^{-3}\text{ atm}$ y $0{,}99\text{ atm}$, respectivamente.

b)

(1,25 puntos) $\mathrm{SO_2\,(g) + 1/2\,O_2\,(g) \rightleftharpoons SO_3\,(g)}$. Utilizando las entalpías de formación, determine hacia dónde se desplazará el equilibrio al aumentar la temperatura.

Datos. $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$; $\Delta H_f^\circ(\mathrm{SO_3, g}) = -395{,}7\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\Delta H_f^\circ(\mathrm{SO_2, g}) = -296{,}8\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$.

4B) Se dispone de 3 disoluciones acuosas a 25 °C: i) $\text{HNO}_3$ con $\text{pH} = 1$; ii) ácido acetilsalicílico ($\text{C}_8\text{H}_7\text{O}_2\text{COOH}$) con $\text{pH} = 2{,}24$; iii) $\text{NaOH}$ con $\text{pH} = 12$.

Dato: $K_a(\text{C}_8\text{H}_7\text{O}_2\text{COOH}) = 3{,}1 \cdot 10^{-4}$

a)

[1,25 puntos] Para cada disolución, escriba los equilibrios de disociación en agua y calcule su concentración inicial.

b)

[1,25 puntos] Explique, sin hacer cálculos, si al combinar volúmenes iguales de las disoluciones anteriores de $\text{HNO}_3$ y de $\text{NaOH}$, el pH será igual, superior o inferior a 7.