Examen de Química PAU Navarra 2021 · Extraordinaria

A1.

i)

Determine la configuración electrónica fundamental de los elementos aluminio, cloro y potasio [0,75 puntos].

ii)

Defina afinidad electrónica e indique, razonadamente, cuál de estos elementos presentará mayor afinidad electrónica [0,50 puntos].

iii)

Ordene los elementos aluminio, cloro y potasio de mayor a menor radio atómico justificando su respuesta [0,75 puntos].

Datos

Aluminio, $Z = 13$; Cloro, $Z = 17$; Potasio, $Z = 19$.

A2.

El fosfato de hierro(III) presenta un producto de solubilidad en agua de $1{,}3\cdot 10^{-22}$.

i)

Indique la ecuación química que describe el proceso de disolución de esa sal en agua, formule la expresión del producto de solubilidad y halle la solubilidad molar [1,5 puntos].

ii)

¿Cuál sería el efecto en la solubilidad del fosfato de hierro(III) al añadir cloruro de hierro(III) a la misma disolución? [0,5 puntos].

A3.

Tenemos dos disoluciones acuosas de la misma concentración, una es de ácido nitroso y la otra de ácido acético.

i)

Escriba los equilibrios de ambos ácidos y justifique cuál de los dos es más fuerte [0,75 puntos].

ii)

Halle el valor de la constante de basicidad $K_b$ de las bases conjugadas de ambos ácidos [0,5 puntos].

iii)

Indique cualitativamente si una disolución de nitrito de amonio tendrá pH ácido, básico o neutro [0,75 puntos].

Datos

$K_a \text{ ácido nitroso} = 4{,}5\cdot 10^{-4}$; $K_a \text{ ácido acético} = 1{,}8\cdot 10^{-5}$; $K_b \text{ amoniaco} = 1{,}8\cdot 10^{-5}$; $K_w = 1{,}0\cdot 10^{-14}$.

A4.

Se realiza en un laboratorio la valoración de $25\text{ mL}$ de una disolución de permanganato de potasio con una disolución de yoduro de potasio $0{,}25\text{ M}$ en presencia de ácido sulfúrico, obteniéndose sulfato de manganeso(II), yodo ($\text{I}_2$), sulfato de potasio y agua.

i)

Ajuste mediante el método ion-electrón la reacción que tiene lugar [1 punto].

ii)

Si el punto de equivalencia se encuentra tras añadir $10{,}0\text{ mL}$ de la disolución de yoduro de potasio, calcule la concentración de la disolución de permanganato de potasio [1 punto].

Complete las reacciones siguientes y formule los reactivos y productos de las tres reacciones (1,5 puntos). Identifique y explique si dichas reacciones son de sustitución, eliminación o adición (0,5 puntos).

1)

But-1-eno + bromuro de hidrógeno $\rightarrow$

2)

1-yodobutano + hidróxido de potasio $\rightarrow$

3)

Benceno + ácido nítrico, en presencia de $\text{H}_2\text{SO}_4\text{ (c)} \rightarrow$

Cuestión B1

[1,5 puntos] i) Describa la hibridación del átomo central de las moléculas citadas a continuación y represente su geometría: $\text{NH}_3$, $\text{C}_2\text{H}_2$ y $\text{C}_2\text{H}_4$.

[0,5 puntos] ii) Justifique si alguna de estas moléculas presenta momento dipolar y señale si en alguna de ellas hay enlaces de tipo $\pi$.

Datos: Números atómicos: Hidrógeno, $Z = 1$; Carbono, $Z = 6$; Nitrógeno, $Z = 7$.

i)

Molécula

Hibridación átomo central

Geometría molecular

$\text{NH}_3$

$\text{C}_2\text{H}_2$

$\text{C}_2\text{H}_4$

ii)

Cuestión B2

En un matraz de $2\text{ litros}$ de volumen se introducen $0{,}42\text{ moles}$ de nitrógeno y $0{,}84\text{ moles}$ de hidrógeno. Cuando se calienta a $527\text{ }^\circ\text{C}$ se alcanza el equilibrio:

$$\text{N}_2\text{ (g)} + 3\,\text{H}_2\text{ (g)} \rightleftharpoons 2\,\text{NH}_3\text{ (g)} \quad \Delta H^\circ = -92{,}0\text{ kJ}$$

y se encuentra que se han formado $0{,}06\text{ moles}$ de amoníaco.

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

i)

[1 punto] Calcule $K_c$ y $K_p$ a la citada temperatura.

ii)

[1 punto] Indique justificadamente cómo afecta a la velocidad de la reacción y al equilibrio el hecho de que esta reacción se realice aumentando la temperatura.

Aumenta

Disminuye

No varía

Hacia la izquierda (reactivos)

Hacia la derecha (productos)

No se desplaza

Cuestión B3

[1 punto] i) Una disolución acuosa de ácido acético tiene un $\text{pH} = 2{,}87$. Halle la concentración inicial de la disolución.

[0,5 puntos] ii) Calcule el volumen de una disolución acuosa de hidróxido de sodio $0{,}25\text{ M}$ que se necesitará para llegar al punto de equivalencia en la valoración de $25\text{ mL}$ de la citada disolución de ácido acético.

[0,5 puntos] iii) Escriba la ecuación de neutralización del punto anterior y razone cualitativamente si el $\text{pH}$ de la disolución en el punto de equivalencia será básico, neutro o ácido.

Datos: $K_a\text{ (ácido acético)} = 1{,}8\cdot 10^{-5}$, $K_w = 1{,}0\cdot 10^{-14}$.

i)

ii)

iii)

Ácido (pH < 7)

Neutro (pH = 7)

Básico (pH > 7)

Cuestión B4

[1 punto] i) Justifique si se va a producir una reacción espontánea entre la disolución y el recipiente cuando se introduce una disolución de nitrato de hierro(II) en un recipiente de aluminio.

[1 punto] ii) Uno de los métodos para prevenir la corrosión del hierro consiste en unirle barras de otro metal, como por ejemplo el magnesio. Explique el fundamento de este proceso.

Datos: $E^\circ(\text{Al}^{3+}/\text{Al}) = -1{,}67\text{ V}$; $E^\circ(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0{,}44\text{ V}$; $E^\circ(\text{Mg}^{2+}/\text{Mg}) = -2{,}36\text{ V}$.

i)

Sí, es espontánea

No, no es espontánea

ii)

B5 i) Explique el concepto de grupo funcional e identifique los grupos funcionales presentes en las siguientes moléculas ( 1 punto):

i.1)

i.2)

Identificación de los grupos funcionales:

ii) Nombre cada uno de los compuestos anteriores ( 1 punto):

ii)