Examen de Química PAU Navarra 2022 · Extraordinaria

Cuestión A1

i)

Explique el concepto de orbital atómico [0,5 ptos.].

ii)

Explique el significado de los números cuánticos y sus posibles valores, de acuerdo con la teoría mecanocuántica [1,0 pto.].

iii)

Compare el radio atómico de los elementos de número atómico 5 y 9 [0,5 ptos.].

A2. i) Escriba el equilibrio de solubilidad del carbonato de plata en agua y la expresión de su producto de solubilidad (0,75 ptos.). ii) Calcule la solubilidad molar del carbonato de plata en agua (0,5 ptos.). iii) Explique de manera cualitativa cómo variará la solubilidad del carbonato de plata si adicionamos nitrato de plata sobre la disolución anterior (0,75 ptos.).

Datos: Carbonato de plata, $K_{ps} = 8,5\cdot 10^{-12}$

i)

ii)

iii)

Cuestión A3

Una disolución acuosa de ácido acético tiene el mismo pH que una disolución acuosa de ácido nítrico de concentración $5\cdot 10^{-4}\text{ M}$.

Datos

Masas atómicas: $H = 1{,}0$; $C = 12{,}0$; $O = 16{,}0$

$K_a\text{ (ácido acético)}:$ $1{,}85\cdot 10^{-5}$

i)

Determine el pH de ambas disoluciones [0,5 ptos.].

ii)

Calcule la concentración inicial de la disolución de ácido acético y la masa en gramos de ácido acético que es necesaria para preparar 500 mL de dicha disolución [1,0 pto.].

iii)

Halle el grado de ionización del ácido acético en la disolución [0,5 ptos.].

Cuestión A4

Dados los siguientes potenciales estándar de reducción:

$E^0(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) =$ $0{,}34\text{ V}$

$E^0(\mathrm{Sn^{2+}/Sn}) =$ $-0{,}14\text{ V}$

$E^0(\mathrm{Ag^+/Ag}) =$ $0{,}80\text{ V}$

$E^0(\mathrm{Al^{3+}/Al}) =$ $-1{,}67\text{ V}$

i)

Dibuje la pila que presente el mayor potencial estándar justificando su decisión [1,0 pto.].

ii)

Escriba las semirreacciones de oxidación y reducción de dicha pila indicando cuál tiene lugar en el ánodo y cuál en el cátodo [0,5 ptos.].

iii)

Justifique si puede almacenarse una disolución de sulfato de cobre 1 M en un recipiente de estaño sin que se produzca ninguna reacción [0,5 ptos.].

i)

Formule los siguientes compuestos:

ii)

Identifique los grupos funcionales en cada uno de los compuestos del apartado anterior:

iii)

Escriba y explique la reacción de polimerización que tiene lugar entre estos dos compuestos, indicando el producto que se obtiene:

B1. i) Justifique el tipo de enlace que presenta el fluoruro de litio y las propiedades que de él se derivan (1,0 pto.).

ii) Dibuje el ciclo de Born-Haber para el fluoruro de litio (0,75 ptos.).

iii) Calcule la energía de red para el fluoruro de litio (0,25 ptos.).

Datos

Números atómicos: $\text{Li}, Z = 3$; $\text{F}, Z = 9$.

Datos termodinámicos: Fluoruro de litio, $\Delta H_f^0 = -594{,}1\text{ kJ/mol}$; Litio, $\Delta H_{\text{sublimación}}^0 = 155{,}2\text{ kJ/mol}$, Energía de ionización $= 520\text{ kJ/mol}$; Flúor, afinidad electrónica $= -328\text{ kJ/mol}$, $\Delta H_{\text{disociación}}^0 = 143\text{ kJ/mol}$.

i)

ii)

iii)

B2. En un recipiente a $340\text{ K}$ las concentraciones para el equilibrio $\text{PCl}_3(g) + \text{Cl}_2(g) \rightleftharpoons \text{PCl}_5(g)$ fueron $[\text{PCl}_3] = 0{,}15\text{ M}$, $[\text{Cl}_2] = 0{,}20\text{ M}$ y $[\text{PCl}_5] = 0{,}55\text{ M}$.

i) Calcule $K_c$ y $K_p$ (0,75 ptos.).

ii) Si en el sistema se introducen $\text{Cl}_2$ y $\text{PCl}_5$ hasta hacer que $[\text{Cl}_2] = 0{,}25\text{ M}$ y $[\text{PCl}_5] = 0{,}60\text{ M}$, razone cómo evolucionará el sistema y calcule las concentraciones de cada gas en el equilibrio (1,25 ptos.).

Datos

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

i)

ii)

B3. Se prepararon $2\text{ L}$ de una disolución acuosa empleando $20{,}0\text{ g}$ de nitrato amónico.

i) Teniendo en cuenta que el nitrato amónico es un electrolito fuerte, indique todos los equilibrios que tienen lugar en la disolución (0,5 ptos.).

ii) Calcule el pH de la disolución (1,25 ptos.).

iii) ¿Será el pH de la disolución anterior más ácido o más básico que el de una disolución acuosa de cloruro de hidrógeno $0{,}01\text{ M}$? (0,25 ptos.).

Datos

Masas atómicas: $\text{H} = 1{,}0$; $\text{N} = 14{,}0$; $\text{O} = 16{,}0$.

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

i)

ii)

iii)

B4. El hierro metálico se obtiene mediante la reducción de trióxido de dihierro fundido en una celda electrolítica a la vez que se produce la formación de oxígeno gas.

i) Indique las semirreacciones que tienen lugar en cada uno de los electrodos (0,75 ptos.).

ii) Identifique ánodo y cátodo de la celda (0,25 ptos.).

iii) Si la celda electrolítica emplea una corriente de $6\text{ A}$, calcule cuánto tiempo deberá estar en funcionamiento para producir $10\text{ g}$ de hierro metálico (1,0 pto.).

Datos

$1\text{ F} = 96500\text{ C/mol}$; $\text{Fe}$, masa atómica $55{,}85$.

i)

ii)

iii)

B5. i) Indique y nombre los dos posibles productos de la reacción de 2-metilbut-2-eno con yoduro de hidrógeno [1,0 pto.]. ii) Justifique cuál de ellos será el producto mayoritario [0,5 ptos.]. iii) ¿Alguno de los dos productos de reacción podría presentar isomería óptica? En caso afirmativo, razone cuál y represente los correspondientes isómeros ópticos [0,5 ptos.].

i)

Primer producto:

Segundo producto:

ii)

iii)