Examen de Química PAU País Vasco 2021 · Ordinaria

BLOQUE A: Problemas

A1. Cuando se calienta el amoníaco se disocia según:

$$\mathrm{NH_3(g) \rightleftharpoons N_2(g) + H_2(g)}$$

Se sabe que a una temperatura de $573\text{ K}$ y a la presión de $6\text{ atm}$, el amoníaco está disociado en sus elementos en un $60\,\%$.

a)

Ajustar la reacción. (0,25 puntos)

b)

Determinar la presión parcial de cada componente de la mezcla. (0,75 puntos)

c)

Calcular $K_p$ para ese equilibrio a esa temperatura. [1,00 punt]

d)

Calcular $K_c$ para ese equilibrio a esa temperatura. (0,50 puntos)

BLOQUE A: Problemas

A2. Se tiene una disolución acuosa $0{,}5\text{ M}$ de un ácido monoprótico débil, $\mathrm{HA}$, con una constante de acidez $K_a = 1{,}9\cdot 10^{-5}$. Calcular:

a)

El pH de la disolución. (1,50 puntos)

b)

El grado de disociación del ácido. (0,50 puntos)

c)

La molaridad que debería tener una disolución de $\mathrm{HCl}$ para que su pH fuese igual al de la disolución del ácido $\mathrm{HA}$. (0,50 puntos)

BLOQUE A: Problemas

A3. El magnesio reacciona con ácido nítrico según la siguiente ecuación:

$$\mathrm{Mg + HNO_3 \longrightarrow Mg(NO_3)_2 + NO_2 + H_2O}$$

(Datos: $\mathcal{E}^0_{\mathrm{Mg^{2+}/Mg}} = -2{,}37\text{ V}\;;\; \mathcal{E}^0_{\mathrm{NO_3^-/NO_2}} = +0{,}78\text{ V}$)

a)

Escribir las semirreacciones de oxidación y de reducción. (0,50 puntos)

b)

Indicar cuál es la especie oxidante y cuál la especie reductora. (0,50 puntos)

c)

Ajustar la ecuación por el método del ión-electrón. (0,50 puntos)

d)

Calcular el potencial de la pila en condiciones estándar. [1,00 punt]

BLOQUE A: Problemas

A4. El producto de solubilidad del sulfato de bario ($\mathrm{BaSO_4}$) es $1\cdot 10^{-10}$ a $25\,^\circ\text{C}$. Calcular la solubilidad del sulfato de bario a esa temperatura:

a)

En agua pura. [1,00 punt]

b)

En una disolución de sulfato de sodio ($\mathrm{Na_2SO_4}$) $0{,}1\text{ M}$ (totalmente disuelto e ionizado). (1,50 puntos)

BLOQUE B: Cuestiones

B1. Dadas las moléculas: $\text{CS}_2$, $\text{H}_2\text{S}$ y $\text{NH}_3$.

a)

Escribir sus estructuras de Lewis. [0,50]

b)

Justificar sus geometrías según la teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV) y la polaridad de las mismas. [0,75]

c)

Explicar razonadamente qué tipo de enlace o fuerza intermolecular hay que vencer para pasar de estado líquido a gaseoso cada una de estas sustancias. [0,75]

B2. Se quiere determinar la concentración de un agua oxigenada comercial mediante su valoración con una disolución de permanganato de potasio de concentración conocida (permanganimetría). En disolución ácida el permanganato ($\text{MnO}_4^-$) oxida el $\text{H}_2\text{O}_2$ a $\text{O}_2$, reduciéndose a $\text{Mn}^{2+}$ según la ecuación siguiente (sin ajustar):

$$\text{KMnO}_4 + \text{H}_2\text{O}_2 + \text{H}_2\text{SO}_4 \longrightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{MnSO}_4 + \text{O}_2 + \text{H}_2\text{O}$$

a)

Indicar los instrumentos y materiales que serán necesarios. [0,25]

b)

Explicar el procedimiento de la valoración acompañándolo de un dibujo. [0,75]

c)

Explicar por qué no se necesita indicador para esta valoración. [0,25]

d)

Escribir la reacción ajustada que tiene lugar en esta valoración. [0,75]

Una reacción química presenta a $300\text{ K}$ de temperatura los siguientes valores termodinámicos: $\Delta G = -500\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}$ y $\Delta S = 10\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$. Calcular:

a)

El valor de $\Delta H$ de la reacción a esa temperatura. (0,75)

b)

Suponiendo que $\Delta H$ y $\Delta S$ no varían con la temperatura, determinar a partir de qué temperatura la reacción será espontánea. (0,75)

C2. Para los siguientes grupos de números cuánticos: $(4,2,0,+1/2)$; $(3,3,2,-1/2)$; $(2,0,1,+1/2)$; $(2,0,0,-1/2)$

a)

Indicar cuáles son posibles y cuáles no para un electrón en un átomo, justificándolo. [0,50]

b)

En aquellas combinaciones que son posibles, indicar el orbital en el que se encuentra el electrón. [0,50]

c)

Ordenar razonadamente los orbitales del apartado anterior en orden creciente de energía. [0,50]

C3. Dadas las siguientes especies: $\text{Ar}$, $\text{Ca}^{2+}$ y $\text{Cl}^-$

a)

Escribir sus configuraciones electrónicas. [0,50]

b)

Ordenarlas, razonando la respuesta, en orden creciente de sus radios. [1,00]

C4. Completar las siguientes reacciones químicas, indicando en cada caso de qué tipo de reacción se trata. Nombrar los reactivos y formular y nombrar los productos resultantes.

a)

$\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH=CH_2 + HBr \longrightarrow}$

b)

$\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2OH + H_2SO_4\ (en\ caliente) \longrightarrow}$

c)

$\mathrm{C_6H_6 + HNO_3\ (en\ medio\ sulf\acute{u}rico) \longrightarrow}$