Examen de Química PAU Navarra 2021 · Ordinaria

Vista la siguiente tabla periódica:

i)

Realice la configuración electrónica fundamental de los elementos A, B, C y D [1 punto].

ii)

Ordene, por orden creciente de electronegatividad los elementos 1, 2, 3 y 4 [0,5 puntos].

iii)

Indique, para los elementos 1 y 2 cuál sería su estado de oxidación más probable y escriba el ion correspondiente [0,5 puntos].

Para la reacción $2\text{ NO (g)} + \text{O}_2\text{ (g)} \rightarrow 2\text{ NO}_2\text{ (g)}$ se ha determinado experimentalmente que su ecuación de velocidad es $v = k [\text{NO}]^2$. El mecanismo propuesto es el siguiente:

Etapa 1: $2\text{ NO (g)} \rightarrow \text{N}_2\text{O}_2\text{ (g)}$; Etapa 2: $\text{N}_2\text{O}_2\text{ (g)} + \text{O}_2\text{ (g)} \rightarrow 2\text{ NO}_2\text{ (g)}$

i)

Justifique cuál de las dos etapas es la etapa lenta. Justifique cómo afectará a la velocidad de la reacción duplicar la concentración de NO. ¿Y duplicar la concentración de $\text{O}_2$? [1 punto].

ii)

Explique brevemente el funcionamiento de un catalizador. ¿Influirá en la velocidad de la reacción? ¿Y en la cantidad de producto obtenido? [1 punto].

Una disolución de ácido metanoico de concentración 0,2 molar tiene el mismo pH que una disolución acuosa de cloruro de hidrógeno de concentración $6\cdot 10^{-3}\text{ M}$.

i)

Calcule el pH y la constante de acidez $\text{K}_\text{a}$ del ácido metanoico [1,25 puntos].

ii)

Halle el grado de ionización del ácido metanoico si la concentración inicial de ácido metanoico fuese 0,1 M [0,75 puntos].

El estaño reacciona con ácido nítrico y se obtiene óxido de estaño(II), monóxido de nitrógeno y agua.

i)

Escriba la ecuación y ajústela por el método del ion-electrón [1 punto].

ii)

Calcule el volumen de ácido nítrico 1 M que se necesitará para convertir todo el estaño que hay en 30 g de una aleación (85% de estaño en masa) en óxido de estaño(II) [1 punto].

Datos: Masas atómicas: Estaño = 118,7.

i)

Explique el concepto de isomería (0,5 puntos).

ii)

Formule y nombre cinco isómeros de un compuesto cuya fórmula corresponde a $\text{C}_6\text{H}_{14}$, señalando el tipo de isomería entre dichos isómeros (1,5 puntos).

B1. i) Represente el ciclo de Born-Haber para el óxido de magnesio, $\mathrm{MgO}$, a partir de magnesio y oxígeno en condiciones estándar [1 punto].

i)

ii) Calcule la energía reticular del óxido de magnesio a partir de las siguientes entalpías: De formación del óxido de magnesio $-605\text{ kJ/mol}$, entalpía de sublimación del magnesio $146{,}1\text{ kJ/mol}$, de disociación del oxígeno $494\text{ kJ/mol}$, $1^{\text{a}}$ ionización del magnesio $737{,}7\text{ kJ/mol}$, $2^{\text{a}}$ ionización del magnesio $1.450{,}7\text{ kJ/mol}$, $1^{\text{a}}$ afinidad electrónica del oxígeno $-142\text{ kJ/mol}$, $2^{\text{a}}$ afinidad electrónica del oxígeno $879\text{ kJ/mol}$ [1 punto].

ii)

En un recipiente de 1,0 L se introducen 0,4 mol de $\text{PCl}_5$, 0,3 mol de $\text{PCl}_3\text{ (g)}$ y 0,2 mol de $\text{Cl}_2\text{ (g)}$ a 250 °C. Sabiendo que $K_c$ a dicha temperatura es 0,042 para la reacción $\text{PCl}_5\text{ (g)} \rightleftharpoons \text{PCl}_3\text{ (g)} + \text{Cl}_2\text{ (g)}$:

Datos:

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

i)

Indique cómo evolucionará la reacción para alcanzar el equilibrio y halle las concentraciones de las tres sustancias en el equilibrio.

[1,5 puntos]

ii)

Calcule el valor de $K_p$ a dicha temperatura.

[0,5 puntos]

B3. Se considera una disolución acuosa de cloruro de amonio de concentración $0{,}4\text{ M}$.

Datos:

$K_b\text{ (amoníaco)} = 1{,}8\cdot 10^{-5}$; $K_w = 1{,}0\cdot 10^{-14}$

i)

Teniendo en cuenta que el cloruro de amonio se disocia completamente en sus iones en disolución acuosa, escriba todos los equilibrios que tienen lugar en una disolución acuosa de cloruro de amonio de concentración $0{,}4\text{ M}$. [0,5 puntos]

ii)

Calcule el pH de dicha disolución. [1,5 puntos]

Una pila está representada por el siguiente esquema: $\text{Zn} \mid \text{Zn}^{2+} (1\,\text{M}) \parallel \text{Fe}^{2+} (1\,\text{M}) \mid \text{Fe}$.

Datos:

$E^\circ(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}) = -0{,}44\,\text{V}$, $E^\circ(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}) = -0{,}76\,\text{V}$

i)

Dibújela señalando cuál es el electrodo positivo y cuál el negativo.

ii)

Escriba las dos semirreacciones indicando ánodo y cátodo y qué especie actúa como reductor y cuál como oxidante.

iii)

Halle la diferencia de potencial en los bornes de la pila.

iv)

Explique qué funciones tiene el puente salino, ponga un ejemplo de sustancia que pueda actuar como puente salino e indique el movimiento de iones.

B5. i) Formule los compuestos siguientes: Ácido metanoico, etanonitrilo, etilamina (etanamina), propanamida y propanoato de etilo [0,5 puntos].

ii) Nombre los siguientes compuestos: $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{OH}$, $\text{CH}_3\text{COCH}_3$, $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CHO}$, $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OCH}_3$, $\text{CH}_3\text{CHOHCH}_3$ [0,5 puntos].

iii) Indique si entre las diez sustancias anteriores hay algunas que son isómeros entre sí. En caso afirmativo, identifique el tipo de isomería que presentan [1 punto].