Examen de Química PAU Murcia 2022 · Extraordinaria

Considere las siguientes configuraciones electrónicas, en las que seis electrones se reparten entre los dos primeros niveles electrónicos:

a) $1\mathrm{s}^1 2\mathrm{s}^2 2\mathrm{p}^3$

b) $1\mathrm{s}^2 2\mathrm{s}^3 2\mathrm{p}^1$

c) $1\mathrm{s}^2 2\mathrm{s}^2 2\mathrm{p}^2$

d) $1\mathrm{s}^2 2\mathrm{s}^1 2\mathrm{p}^3$

I)

Explique brevemente si corresponden a un átomo en estado fundamental, en estado excitado, o si no son posibles. [0,8 p]

II)

Considerando que estas configuraciones (las posibles) corresponden a un átomo neutro, indique el nombre y el símbolo atómico del elemento de que se trata. [0,3 p]

III)

Si un átomo de dicho elemento pasa de la configuración a) a la c), ¿emitirá o absorberá energía? Justifique brevemente su respuesta. [0,4 p]

IV)

Explique brevemente cuántos electrones desapareados habrá en la configuración c). [0,5 p]

2. Considere las siguientes sustancias: $\mathrm{NaF}$, $\mathrm{CaS}$, $\mathrm{NaI}$, $\mathrm{CaO}$.

I)

Explique de qué dos principales factores depende la energía de red, según la ecuación de Born-Landé y, según ellos, ordene estas sustancias de mayor a menor energía reticular (en valor absoluto). [1 p]

II)

Explique, de forma general, si las sustancias anteriores conducen la electricidad. [0,4 p]

III)

Indique, para las cuatro sustancias en conjunto (sin distinguir entre ellas ni ordenarlas), si sus puntos de fusión serán altos o bajos, si serán solubles en disolventes polares o no polares y si serán sólidos duros o blandos. [0,6 p]

Altos

Bajos

Polares

No polares

Duros

Blandos

3. Una reacción transcurre a través de dos etapas elementales:

i) $\text{NO}_2\text{(g)} + \text{F}_2\text{(g)} \longrightarrow \text{NO}_2\text{F(g)} + \text{F(g)}$

ii) $\text{NO}_2\text{(g)} + \text{F(g)} \longrightarrow \text{NO}_2\text{F(g)}$

I)

Escriba la ecuación global para la reacción. [0,5 p]

II)

Si para la reacción global $v = k[\text{NO}_2][\text{F}_2]$, explique cuál será la etapa de reacción más lenta. [0,5 p]

III)

Explique si alguna de las especies involucradas en la reacción es un intermedio. [0,5 p]

IV)

Explique cómo variarán $v$ y $k$ durante el transcurso de la reacción. [0,5 p]

4. En un tanque cerrado y vacío, de $100\text{ L}$ de capacidad, se introducen $1{,}5\text{ moles}$ de $\mathrm{SO_2\,(g)}$, $2\text{ moles}$ de $\mathrm{O_2\,(g)}$ y $3\text{ moles}$ de $\mathrm{SO_3\,(g)}$. Para el siguiente equilibrio, $K_c = 3{,}22\cdot 10^3$ a $900\text{ K}$:

$$2\ \mathrm{SO_2\,(g)} + \mathrm{O_2\,(g)} \rightleftharpoons 2\ \mathrm{SO_3\,(g)}$$

I)

¿Está el sistema en equilibrio desde el principio? En caso negativo, ¿hacia dónde se desplazará? Justifique cuantitativamente su respuesta. [1 p]

II)

Calcule el valor de $K_p$ para el equilibrio anterior a $900\text{ K}$. Dato: $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$. [0,5 p]

III)

Cuando el sistema está en equilibrio, ¿cómo le afectará la apertura de una llave que comunica con otro tanque vacío? Justifique su respuesta. [0,5 p]

Se realiza la valoración de $50\text{ mL}$ de una disolución de $\text{HCl } 0{,}25\text{ M}$ con una disolución de $\text{KOH } 0{,}40\text{ M}$:

I)

Calcule el $\text{pH}$ de la disolución inicial de $\text{HCl}$. (0,5 p)

II)

¿Qué volumen de la disolución de $\text{KOH}$ será necesario para llegar al punto de equivalencia? (0,5 p)

III)

Explique qué indicador sería el más adecuado para esta valoración: rojo de cresol (intervalo de viraje: $\text{pH } 0{,}2-1{,}8$), azul de bromotimol ($\text{pH } 6{,}0-7{,}6$) o carmín de índigo ($\text{pH } 11{,}4-13{,}0$)? (0,25 p)

IV)

Calcule el $\text{pH}$ de la disolución resultante cuando, desde el inicio de la valoración, se ha añadido un total de $20\text{ mL}$ de la disolución de $\text{KOH } 0{,}40\text{ M}$ (suponiendo que los volúmenes son aditivos). (0,75 p)

6. Sabiendo que $K_a(\mathrm{HCN}) = 6{,}2\cdot 10^{-10}$ y $K_a(\mathrm{CH_3COOH}) = 1{,}8\cdot 10^{-5}$, conteste a las siguientes preguntas:

I)

Calcule el grado de disociación de una disolución 0,05 M de HCN. [1 p]

II)

Calcule $K_b$ para la base conjugada del HCN. Dato: $K_w = 1\cdot 10^{-14}$ [0,5 p]

III)

En el caso de disoluciones de la misma concentración inicial $c$, explique cuál de los dos ácidos anteriores dará un pH mayor (no es necesario hacer cálculos). [0,5 p]

7. Dada la siguiente reacción redox: $\mathrm{KIO_3 + KI + H_2SO_4 \longrightarrow I_2 + K_2SO_4 + H_2O}$

I)

Explique brevemente cuál es el agente oxidante y cuál el reductor. [0,5 p]

II)

Ajuste la reacción mediante el método del ion–electrón. [1,5 p]

8. Se recurre a una celda electrolítica para recubrir una cuchara con una capa de plata. Para ello se sumerge la cuchara en una disolución de $\mathrm{AgNO_3}$ y se emplea un electrodo de $\mathrm{Ag}$, actuando la cuchara como el otro electrodo. Conteste a las siguientes preguntas:

I)

¿La cuchara actúa como ánodo o como cátodo? [0,25 p]

II)

Escriba las semirreacciones que tienen lugar en los electrodos, indicando si es una oxidación o reducción. [0,7 p]

III)

¿En qué sentido circularán los electrones? [0,25 p]

IV)

Si se aplica una corriente de 0,15 A durante 5 minutos, ¿qué masa de Ag se depositará en la cuchara? [0,8 p]

Datos: $F = 96.500\ \mathrm{C\cdot mol^{-1}}$; masa atómica $\mathrm{Ag} = 108\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$

9. I) Formule o nombre los siguientes compuestos: [0,6 p]

II) Indique el tipo y subtipo de isomería que presentan los siguientes pares de compuestos: [0,5 p]

a)

b)

III) Nombre los dos compuestos del apartado II b) (distinguiéndolos según su isomería). [0,4 p]

IV) Indique el tipo de reacción orgánica que ha tenido lugar (una sola palabra es suficiente): [0,5 p]

a)

$\mathrm{CH_3\text{-}CHOH\text{-}CH_3 \xrightarrow{K_2Cr_2O_7,\, H^+} CH_3\text{-}CO\text{-}CH_3 + \dots}$

b)

$\mathrm{HCOOH + NH_3 \longrightarrow HCO\text{-}NH_2 + H_2O}$

10. I) Formule los siguientes compuestos:

a)

bencil metil éter:

b)

$N$-etilpropanamida:

II) Dado el compuesto $\text{CH}_2\text{OH-CH(OH)-CH}_3$:

a)

Nómbrelo.

b)

Explique si puede presentar algún tipo de isomería espacial (geométrica y/o óptica).

c)

Escriba las fórmulas semidesarrolladas de un isómero estructural de función y otro de posición de dicho compuesto.

d)

Escriba la ecuación química para la reacción de combustión de este compuesto con $\text{O}_2$.

e)

¿Cómo se denomina la siguiente reacción de este compuesto? (una sola palabra es suficiente):

$$\text{CH}_2\text{OH-CH(OH)-CH}_3 \xrightarrow[180\ ^\circ\text{C}]{\text{H}^+\text{ (cat.)}} \text{CH}_2\text{=C(OH)-CH}_3 + \text{H}_2\text{O}$$