Examen de Química PAU Murcia 2024 · Extraordinaria

Elementos dados: $\text{S}\ (Z = 16)$, $\text{Se}\ (Z = 34)$, $\text{Sr}\ (Z = 38)$, $\text{Sn}\ (Z = 50)$ y $\text{Sb}\ (Z = 51)$

a) Indique, en cada caso, cuál de ellos (pueden repetirse elementos):

a1)

a2)

a3)

a4)

a5)

a6)

Elementos dados: $\text{S}\ (Z = 16)$, $\text{Se}\ (Z = 34)$, $\text{Sr}\ (Z = 38)$, $\text{Sn}\ (Z = 50)$ y $\text{Sb}\ (Z = 51)$

b) Elija dos de ellos que formen entre sí un compuesto iónico de fórmula general AB (hay varios posibles). Formule y nómbrelo, e indique si será conductor de la electricidad en estado sólido. [0,50 puntos]

2. Considere los compuestos covalentes: H 2 CO 3, CO 2, SiO 2.

a)

Nómbrelos. [0,50 puntos]

b)

Represente las estructuras de Lewis del H 2 CO 3 y del CO 2 y, en base a ellas, indique cómo será la geometría en torno a los átomos de C de cada uno de estos compuestos, así como en torno a los átomos de O de los grupos OH del H 2 CO 3. [1,00 puntos]

c)

Para cada uno de los tres compuestos, indique si es un compuesto covalente atómico o molecular y, basándose en esta respuesta, indique cuál de los tres tendrá un mayor punto de fusión. [0,50 puntos]

3. Considere la siguiente reacción en fase gaseosa:

$$\mathrm{H_2\ (g) + I_2\ (g) \rightleftharpoons 2\ HI\ (g)} \quad \Delta H = -8\ \mathrm{kJ}$$

Datos: Entalpías de enlace ($\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$): $\mathrm{H-I: 297}$; $\mathrm{I-I: 151}$; Masas atómicas ($\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$): $\mathrm{H = 1}$, $\mathrm{I = 126,9}$.

a)

Nombre las sustancias que intervienen en la reacción. [0,50 puntos]

b)

Calcule la energía que se desprende al formarse 10 kg de HI (g). [0,75 puntos]

c)

Calcule la entalpía del enlace H–H: $\Delta H^\circ_E(\mathrm{H-H})$. [0,75 puntos]

A 298 K la solubilidad ($s$) del $\mathrm{Ag_2CrO_4}$ en agua es $1{,}3\cdot 10^{-4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$.

a)

Nombre el compuesto $\mathrm{Ag_2CrO_4}$, y escriba su equilibrio de solubilidad. [0,40 puntos]

b)

Exprese la solubilidad en gramos por cada 100 mL. [0,40 puntos]

Datos: Masas atómicas ($\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$): $\mathrm{Ag} = 107{,}9$; $\mathrm{Cr} = 52$; $\mathrm{O} = 16$.

g / 100 mL

c)

Calcule el producto de solubilidad ($K_{ps}$) del $\mathrm{Ag_2CrO_4}$ en agua, a 298 K. [0,70 puntos]

d)

Si una disolución saturada de $\mathrm{Ag_2CrO_4}$ está en equilibrio con 1 g de $\mathrm{Ag_2CrO_4(s)}$, razone cualitativamente qué ocurrirá con la $[\mathrm{CrO_4^{2-}}]$ en disolución si:

d1)

Se retiran iones $\mathrm{Ag^+}$ de la disolución (por ejemplo, precipitándolos como $\mathrm{AgI}$). [0,25 puntos]

d2)

Se adiciona otro gramo de $\mathrm{Ag_2CrO_4(s)}$. [0,25 puntos]

Considere los siguientes ácidos débiles: $\mathrm{HIO}\ (K_a = 2\cdot 10^{-11})$ y $\mathrm{HF}\ (K_a = 6{,}7\cdot 10^{-4})$.

a)

Nombre ambos ácidos. [0,40 puntos]

b)

Explique brevemente cuál de ellos es un ácido más débil. [0,25 puntos]

c)

Calcule el pH de una disolución 0,1 M de $\mathrm{HIO}$. [0,75 puntos]

d)

Si en una disolución 0,1 M de $\mathrm{HF}$, $\mathrm{pH} = 3$, calcule el grado de disociación $\alpha$ de este ácido. [0,60 puntos]

6. En una valoración ácido-base se tienen $30\text{ mL}$ de una disolución de $\text{H}_2\text{SO}_4$ $0{,}40\text{ M}$ en un vaso y se va adicionando desde la bureta una disolución de $\text{NaOH}$ $0{,}20\text{ M}$. Se adicionan al vaso con $\text{H}_2\text{SO}_4$ unas gotas de azul de bromotimol, que es un indicador de color amarillo en medio ácido y azul en medio básico.

a)

Nombre los compuestos $\text{H}_2\text{SO}_4$ y $\text{NaOH}$. [0,30 puntos]

b)

Calcule el pH de la disolución de $\text{NaOH}$ $0{,}20\text{ M}$ que se encuentra en la bureta. [0,35 puntos]

c)

Al inicio de la valoración, ¿cómo será el color de las disoluciones del vaso y la bureta? [0,30 puntos]

d)

Escriba la reacción que tiene lugar durante la valoración y nombre la sal que se forma. [0,35 puntos]

e)

¿Cuántos mL de la disolución de $\text{NaOH}$ se consumen hasta el punto de equivalencia? [0,50 puntos]

f)

¿Cómo será el color de la disolución del vaso, una vez pasado el punto de equivalencia? [0,20 puntos]

7. Dada la siguiente reacción de oxidación-reducción:$$\text{P}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{HClO} \longrightarrow \text{H}_3\text{PO}_4 + \text{HCl}$$

a)

Nombre los compuestos $\text{HClO}$, $\text{H}_3\text{PO}_4$ y $\text{HCl}$. [0,45 puntos]

b)

Indique cuál es el agente oxidante y el reductor, y cómo varían sus números de oxidación. [0,45 puntos]

c)

Ajuste la reacción mediante el método del ion-electrón. [1,10 puntos]

8. Considere una pila galvánica formada por un electrodo de $\mathrm{Ni}$ sumergido en una disolución de $\mathrm{Ni(NO_3)_2}$ y un electrodo de $\mathrm{Ag}$ sumergido en una disolución de $\mathrm{AgNO_3}$.

Datos:

$E^\circ(\mathrm{Ag^+/Ag}) = +0{,}80\text{ V}$; $E^\circ(\mathrm{Ni^{2+}/Ni}) = -0{,}25\text{ V}$; $F = 96.500\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}$

a)

Nombre las sales $\mathrm{Ni(NO_3)_2}$ y $\mathrm{AgNO_3}$. (0,30 puntos)

b)

Dibuje un esquema de la pila, con todos sus elementos, etiquetando los electrodos como ánodo y cátodo e indicando el sentido de circulación de los electrones por el circuito externo. (0,40 puntos)

c)

Escriba las semirreacciones que se producen en cada electrodo, indicando los electrones intercambiados y si se trata de una oxidación o de una reducción. (0,40 puntos)

d)

Escriba la reacción global de la pila. (0,25 puntos)

e)

Calcule su fuerza electromotriz ($E^\circ_{\text{pila}}$), indicando si el proceso será espontáneo. (0,40 puntos)

f)

Calcule la variación de energía libre de la pila ($\Delta G^\circ$). (0,25 puntos)

9. Observe atentamente los siguientes compuestos, A, B1, B2 y B3:

a)

Escriba sus fórmulas semidesarrolladas, y nómbrelos (pueden repetirse nombres). [0,40 puntos]

Compuesto · Fórmula semidesarrollada · Nombre

A

B1

B2

B3

b)

Explique brevemente para cada uno de ellos si tiene algún carbono asimétrico. [0,45 puntos]

c)

Indique para cada uno de los compuestos B (B1, B2 o B3) si es isómero de A y, si lo es, de qué tipo y subtipo de isomería se trata. [0,75 puntos]

d)

Complete las siguientes reacciones a partir de B3, con todos los productos mayoritarios esperados: [0,40 puntos]

10. a) Escriba las fórmulas semidesarrolladas de los siguientes pares de compuestos e indique el tipo y subtipo de isomería que presentan entre sí: [0,95 puntos]

a1)

pentan-3-ona y pentanal

a2)

m -dimetilbenceno y p -dimetilbenceno

b) Complete las siguientes reacciones orgánicas con todos los productos mayoritarios esperados:

b1)

Sustitución: $\text{CH}_3\!-\text{CH}_2\!-\text{CH}_2\text{I} + \text{KCN} \longrightarrow$ [0,20 puntos]

+

b2)

Adición: $\text{CH}_3\!-\text{CH}_2\!-\text{C}\!\equiv\!\text{C}\!-\text{CH}(\text{CH}_3)_2 + 2\,\text{I}_2 \longrightarrow$ [0,20 puntos]

b3)

Condensación: $2\,\text{CH}_3\!-\text{CH}_2\text{OH} \xrightarrow{\text{H}^+\,(\text{cat.})}$ [0,20 puntos]

+

c) Nombre los productos orgánicos de partida de las reacciones del apartado anterior: [0,45 puntos]