Examen de Química PAU Navarra 2024 · Ordinaria

1A-

i)

Explique la hibridación del átomo de oxígeno para la molécula de agua [0,50 ptos.].

ii)

Justifique el valor del ángulo de enlace H-O-H y dibuje la molécula con sus orbitales correspondientes [0,50 ptos.].

iii)

Razone la polaridad que presentará esta molécula [0,50 ptos.].

iv)

El sulfuro de dihidrógeno presenta una geometría molecular similar a la del agua; indique razonadamente qué compuesto presentará un mayor punto de ebullición [0,50 ptos.].

Datos: Números atómicos: H, 1; O, 8; S, 16.

1B-

i)

Escriba la configuración electrónica fundamental de los siguientes elementos [1,0 pto.]:

ii)

Ordene razonadamente los elementos con número atómico 5, 6, 7, 8, 9 y 10 de menor a mayor radio atómico [0,50 ptos.].

iii)

Y ordénelos razonadamente de mayor a menor energía de ionización [0,50 ptos.].

2A- En un recipiente de 2 L, al que previamente se le ha hecho el vacío, se introducen 0,5 mol de yoduro de hidrógeno y se calienta hasta los 450 °C. Se observa que, una vez alcanzado el equilibrio, se ha disociado un 22% del yoduro de hidrógeno inicial según el siguiente equilibrio químico:

$$2\mathrm{HI(g)} \rightleftharpoons \mathrm{H_2(g)} + \mathrm{I_2(g)} \quad \Delta H < 0$$

i)

Calcule las concentraciones de todas las especies en el equilibrio, indique la expresión de $\mathrm{K_c}$ en función de las concentraciones y calcule su valor [1,0 pto.].

ii)

Escriba la ecuación que relaciona $\mathrm{K_p}$ con $\mathrm{K_c}$ y calcule el valor de $\mathrm{K_p}$ en esas condiciones [0,50 ptos.].

iii)

Explique cómo afectará al equilibrio de la reacción un aumento de la temperatura [0,50 ptos.].

Hacia la izquierda (reactivos)

Hacia la derecha (productos)

No se desplaza

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

2B- Considerada una mezcla en equilibrio de tres gases de acuerdo con la siguiente ecuación química,

$$2\ \mathrm{SO_2(g)} + \mathrm{O_2(g)} \rightleftharpoons 2\ \mathrm{SO_3(g)} \quad \Delta H < 0$$

y teniendo en cuenta que $\Delta H < 0$, explique cómo afectará cada uno de los siguientes cambios a la composición de la mezcla:

i)

Duplicamos el volumen del recipiente de reacción [0,50 ptos.].

Hacia la izquierda (reactivos)

Hacia la derecha (productos)

No se desplaza

ii)

Añadimos un catalizador [0,50 ptos.].

Hacia la izquierda

Hacia la derecha

No afecta al equilibrio

iii)

Aumentamos la temperatura [0,50 ptos.].

Hacia la izquierda (reactivos)

Hacia la derecha (productos)

No se desplaza

iv)

Aumentamos la concentración de dióxido de azufre [0,50 ptos.].

Hacia la izquierda (reactivos)

Hacia la derecha (productos)

No se desplaza

i)

Defina ácido y base según la teoría de Brönsted-Lowry [0,50 ptos.].

ii)

Aplicando dicha teoría, complete las siguientes reacciones químicas tal y como están escritas e indique los pares conjugados en cada una de ellas [1,0 pto.].

a) $\text{NH}_4^+ + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons$

b) $\text{CH}_3\text{COO}^- + \text{H}_3\text{O}^+ \rightleftharpoons$

c) $\text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons$

d) $\text{HCN} + \text{OH}^- \rightleftharpoons$

iii)

Explique el concepto de sustancia anfótera e indique, razonando la respuesta, si alguna de las sustancias del apartado anterior es anfótera [0,50 ptos.].

Se valoraron $15{,}0\text{ mL}$ de una disolución acuosa de un ácido monoprótico con una disolución acuosa de hidróxido de sodio $0{,}50\text{ M}$. El punto de equivalencia se alcanzó tras añadir $22{,}5\text{ mL}$ de dicha disolución básica.

Datos:

Producto de ionización del agua, $K_w = 1{,}0\cdot 10^{-14}$.

i)

Indique la reacción de neutralización y calcule la concentración de ácido en la disolución inicial [0,50 ptos.].

ii)

El pH de la disolución ácida inicial fue de $2{,}43$; calcule el valor de $K_a$ para el ácido [1,0 pto.].

iii)

Razone, de manera cualitativa, si el pH en el punto de equivalencia de la valoración será ácido, básico o neutro [0,50 ptos.].

El cobre metálico se hace reaccionar con nitrato de sodio en presencia de ácido sulfúrico formándose sulfato de cobre (II), sulfato de sodio, monóxido de nitrógeno gaseoso y agua líquida.

Datos:

Masa atómica: cobre = $63{,}55$; $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{l}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$.

i)

Escriba la ecuación y ajústela por el método ion-electrón, señalando el agente oxidante y el agente reductor [1,0 pto.].

ii)

Calcule la masa de cobre del $95\%$ de pureza necesario para obtener $12{,}15\text{ L}$ de monóxido de nitrógeno gas recogido a $30\text{ }^{\circ}\text{C}$ y $1\text{ atm}$ [1,0 pto.].

Considere la siguiente pila y los datos proporcionados:

Datos:

$E^0(\mathrm{Ni^{2+}/Ni}) = -0{,}26\text{ V}$; $E^0(\mathrm{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\text{ V}$.

i)

Razone si la pila: $\mathrm{Ni(s) \mid Ni^{2+}(1\ M) \parallel Zn^{2+}(1\ M) \mid Zn(s)}$ está bien representada de acuerdo con los potenciales estándar de reducción correspondientes [0,75 ptos.].

No está bien representada

Sí está bien representada

ii)

Dibuje la pila correcta indicando todos los componentes de la misma y el sentido del flujo de los electrones [0,50 ptos.].

iii)

Relacione la espontaneidad del proceso redox con la variación de la energía de Gibbs a partir del valor de la fuerza electromotriz de la pila [0,75 ptos.].

i)

Defina el concepto de isomería y de isómero geométrico [0,75 ptos.].

ii)

Formule la pentan-2-ona, un isómero de grupo funcional de esta y un isómero de cadena de cualquiera de los dos anteriores [0,75 ptos.].

iii)

Dibuje la fórmula de $E$-pent-2-eno y la de su isómero geométrico [0,50 ptos.].

El etanoato de etilo, más conocido como acetato de etilo, es un componente de los pegamentos de uso corriente, que se obtiene a escala industrial por reacción del ácido acético con etanol.

i)

Escriba la reacción química formulando y nombrando todas las sustancias que intervienen en el proceso y clasifíquela justificando su decisión [0,75 ptos.].

ii)

Explique el concepto de grupo funcional e identifique los grupos funcionales presentes en las anteriores moléculas [0,75 ptos.].

iii)

Formule y nombre un isómero de función del acetato de etilo [0,50 ptos.].