Examen de Química PAU País Vasco 2021 · Extraordinaria

DATOS GENERALES

Constantes universales y equivalencias de unidades:

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

$1\text{ atm} = 760\text{ mm-Hg}$

Masas atómicas (uma):

$\text{O} = 16$; $\text{F} = 19$; $\text{S} = 32$; $\text{Na} = 23$; $\text{Cl} = 35{,}5$; $\text{Ba} = 137{,}3$

Números atómicos:

$\text{H}\ (Z=1)$; $\text{Li}\ (Z=3)$; $\text{C}\ (Z=6)$; $\text{N}\ (Z=7)$; $\text{O}\ (Z=8)$; $\text{F}\ (Z=9)$; $\text{Ne}\ (Z=10)$

Abreviaturas:

C.N.: Condiciones Normales de presión y temperatura

(aq): disolución acuosa

A1. El trióxido de azufre se disocia según la ecuación:

$$2\text{ SO}_3(g) \rightleftharpoons 2\text{ SO}_2(g) + \text{O}_2(g)$$

En un recipiente de $3\text{ litros}$ calentado a $500\text{ K}$ se introducen $100\text{ g}$ de trióxido de azufre y, tras alcanzar el equilibrio, se forman $0{,}4\text{ moles}$ de oxígeno.

a)

Calcular las constantes $K_c$ y $K_p$ para el equilibrio. [0,75]

b)

Calcular el grado de disociación del trióxido de azufre y su presión parcial. [1,00]

c)

El proceso es endotérmico, ¿cómo cambiará la concentración de $\text{SO}_3$ si se disminuye la temperatura? ¿Y cuando se aumenta el volumen total? Razonar. [0,75]

Sabiendo que una disolución acuosa 0,5 M de amoníaco ($\text{NH}_3$) tiene un $\text{pH}=11,48$.

a)

Calcular la constante de basicidad $K_b$ del amoníaco. [1,50]

b)

¿Cuántos mL de $\text{HCl}(aq)$ 2 M se precisan para neutralizar 30 mL de la disolución de amoníaco anterior? [0,50]

c)

Razonar cómo será el pH (ácido, básico, neutro) en el punto de neutralización. [0,50]

Dadas las siguientes reacciones y sus valores de $\Delta H^\circ$ (en kJ) y $\Delta S^\circ$ (en $\text{J}\cdot\text{K}^{-1}$):

Reacción · $\Delta H^\circ$ (kJ) · $\Delta S^\circ$ ($\text{J}\cdot\text{K}^{-1}$)

A) $2\ \text{O}_3(g) \longrightarrow 3\ \text{O}_2(g)$ · $-285{,}3$ · $+137{,}2$

B) $2\ \text{H}_2\text{S}(g) + \text{SO}_2(g) \longrightarrow 3\ \text{S}(s) + 2\ \text{H}_2\text{O}(l)$ · $-233{,}5$ · $-424{,}2$

C) $2\ \text{HCl}(g) \longrightarrow \text{H}_2(g) + \text{Cl}_2(g)$ · $+184{,}5$ · $-373{,}6$

a)

Justificar cuál de las reacciones no será espontánea a ninguna temperatura. [0,75]

b)

Justificar cuál de las reacciones será espontánea a cualquier temperatura. [0,75]

c)

Indicar cuál de las reacciones pasará de ser no espontánea a espontánea con la temperatura. ¿A qué temperatura (en °C) ocurrirá dicho cambio? [1,00]

°C

DATOS GENERALES

Constantes universales y equivalencias de unidades:

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

$1\text{ atm} = 760\text{ mm-Hg}$

Masas atómicas (uma):

$\text{O} = 16$; $\text{F} = 19$; $\text{S} = 32$; $\text{Na} = 23$; $\text{Cl} = 35{,}5$; $\text{Ba} = 137{,}3$

Números atómicos:

$\text{H}\ (Z=1)$; $\text{Li}\ (Z=3)$; $\text{C}\ (Z=6)$; $\text{N}\ (Z=7)$; $\text{O}\ (Z=8)$; $\text{F}\ (Z=9)$; $\text{Ne}\ (Z=10)$

Abreviaturas:

C.N.: Condiciones Normales de presión y temperatura

(aq): disolución acuosa

A4. Dada la reacción química:

$$\text{NaClO}_3(aq) + \text{Mn}(s) + \text{H}_2\text{SO}_4(aq) \longrightarrow \text{Cl}_2(g) + \text{MnSO}_4(aq) + \text{Na}_2\text{SO}_4(aq) + \text{H}_2\text{O}(l)$$

a)

Ajustar la reacción empleando el método del ión-electrón. [1,50]

b)

Indicar razonadamente qué especie se oxida y qué especie se reduce. [0,50]

c)

Si la reacción es completa, ¿cuántos $\text{mL}$ de cloro gaseoso, medidos a $15\text{ }^\circ\text{C}$ y $1{,}5\text{ atm}$, se formarán a partir de $42{,}5\text{ g}$ de clorato de sodio? [0,50]

BLOQUE B: Cuestiones

(Consta de dos cuestiones, responde a 1 de ellas)

B1. Dados los elementos X e Y cuyos números atómicos son 16 y 17 respectivamente:

a)

Escribir sus configuraciones electrónicas. [0,50]

b)

Deducir la fórmula molecular más probable del compuesto formado por X e Y. [0,50]

c)

Indicar la geometría molecular del compuesto formado por X e Y a partir de la estructura de Lewis. [0,50]

d)

Explicar qué elemento es más electronegativo y si la molécula formada por X e Y es polar o apolar. [0,50]

B2. Con los datos de los potenciales normales de reducción de los halógenos:

$$\mathcal{E}^0_{Cl_2/Cl^-} = +1{,}36\,V \quad; \quad \mathcal{E}^0_{Br_2/Br^-} = +1{,}07\,V \quad; \quad \mathcal{E}^0_{I_2/I^-} = +0{,}54\,V$$

a)

Escribir las siguientes reacciones e indicar cuáles serán espontáneas: [1,50]

b)

Justificar cuál es la especie más oxidante y cuál es la más reductora. [0,50]

DATOS GENERALES

Constantes universales y equivalencias de unidades:

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

$1\text{ atm} = 760\text{ mm-Hg}$

Masas atómicas (uma):

$\text{O} = 16$; $\text{F} = 19$; $\text{S} = 32$; $\text{Na} = 23$; $\text{Cl} = 35{,}5$; $\text{Ba} = 137{,}3$

Números atómicos:

$\text{H}\ (Z=1)$; $\text{Li}\ (Z=3)$; $\text{C}\ (Z=6)$; $\text{N}\ (Z=7)$; $\text{O}\ (Z=8)$; $\text{F}\ (Z=9)$; $\text{Ne}\ (Z=10)$

Abreviaturas:

C.N.: Condiciones Normales de presión y temperatura

(aq): disolución acuosa

C1. A $25\ ^{\circ}\mathrm{C}$ se disuelve un máximo de $0{,}11\ \mathrm{g}$ de fluoruro de bario ($\mathrm{BaF}_2$) en $100\ \mathrm{mL}$ de agua.

a)

Calcular la concentración de iones fluoruro en una disolución saturada a $25\ ^{\circ}\mathrm{C}$. [0,75 puntos]

b)

Calcular el producto de solubilidad ($K_{ps}$) del fluoruro de bario a $25\ ^{\circ}\mathrm{C}$. [0,75 puntos]

C2. El proceso analítico empleado para valorar vinagres comerciales se realiza con un montaje como el esquematizado aquí:

a)

Escribir la ecuación química ajustada de la reacción, nombrar todas las sustancias que participan en la valoración y un indicador adecuado. [0,30]

b)

Nombrar todo el material necesario, completar el montaje experimental e indicar qué sustancia(s) se coloca(n) en cada elemento del montaje. [0,40]

c)

Describir el procedimiento operativo. [0,50]

d)

Indicar los cambios que se observan a lo largo del proceso y cómo se sabe cuándo termina la valoración. [0,30]

DATOS GENERALES

Constantes universales y equivalencias de unidades:

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

$1\text{ atm} = 760\text{ mm-Hg}$

Masas atómicas (uma):

$\text{O} = 16$; $\text{F} = 19$; $\text{S} = 32$; $\text{Na} = 23$; $\text{Cl} = 35{,}5$; $\text{Ba} = 137{,}3$

Números atómicos:

$\text{H}\ (Z=1)$; $\text{Li}\ (Z=3)$; $\text{C}\ (Z=6)$; $\text{N}\ (Z=7)$; $\text{O}\ (Z=8)$; $\text{F}\ (Z=9)$; $\text{Ne}\ (Z=10)$

Abreviaturas:

C.N.: Condiciones Normales de presión y temperatura

(aq): disolución acuosa

C3. Seleccionar razonadamente de entre las siguientes sustancias:

Li, CH 4, NH 3, H 2 O, LiF, Ne

a)

Dos compuestos que forman enlaces de hidrógeno. [0,50 puntos]

b)

Los dos compuestos con los menores puntos de ebullición. [0,50 puntos]

c)

Dos compuestos conductores de la electricidad en estado líquido. [0,50 puntos]

C4. Dada la fórmula molecular $C_4H_{10}O$.

a)

Dibujar y nombrar las estructuras de 4 alcoholes isómeros con dicha fórmula. [0,50]

b)

Dibujar y nombrar las estructuras A y B, escribiendo las ecuaciones químicas que llevan a su formación, sabiendo que cuando el butan-1-ol se trata con $H_2SO_4$ en caliente se forma el compuesto A, y que tratando el compuesto A con HBr da, mayoritariamente, el compuesto B. [1,00]