Examen de Química PAU País Vasco 2025 · Extraordinaria

BLOQUE A: Problema obligatorio

A. El dióxido de azufre es un gas que se encuentra en concentraciones elevadas en la atmósfera de grandes ciudades y zonas industriales, además de ser el principal causante de la lluvia ácida. El dióxido de azufre se oxida en la atmósfera para dar trióxido de azufre y éste reacciona con las gotas de agua para dar ácido sulfúrico según las siguientes reacciones:

$$2\text{ SO}_2\text{(g)} + \text{O}_2\text{(g)} \rightleftharpoons 2\text{ SO}_3\text{(g)}$$$$\text{SO}_3\text{(g)} + \text{H}_2\text{O (l)} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4\text{(aq)}$$

a)

Justificar si la reacción es espontánea a $25\text{ }^{\circ}\text{C}$. Datos: $\Delta H_f^0\,(\text{kJ/mol}): \text{SO}_3 = -395{,}8; \text{ SO}_2 = -296{,}8; S^0\,(\text{J/mol K}): \text{SO}_3 = 256{,}8; \text{ SO}_2 = 248{,}2; \text{ O}_2 = 205{,}2$ [0,50]

b)

Analizando el equilibrio químico, explicar si el riesgo de padecer lluvia ácida será mayor en los días calurosos de verano o en los fríos de invierno. [0,50]

c)

Calcular si la lluvia será ácida si en cada gota ($0{,}25\text{ ml}$) reaccionan $0{,}001\text{ mg}$ de $\text{SO}_3$. Suponer que los dos protones del ácido sulfúrico se disocian totalmente y que se considera lluvia ácida cuando su $\text{pH} < 5{,}5$. [1,00]

BLOQUE B (Opción B1)

B1. Considerar las siguientes sustancias: $\text{H}_2\text{O}$, $\text{H}_2\text{S}$, $\text{NCl}_3$ y $\text{BCl}_3$.

a)

Dibujar las estructuras de Lewis de las cuatro moléculas y determinar su geometría a partir de la teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV). [1,00]

$\text{H}_2\text{O}$ y $\text{H}_2\text{S}$

$\text{NCl}_3$

$\text{BCl}_3$

b)

Razonar qué molécula muestra un ángulo de enlace mayor. [0,50]

c)

Indicar la hibridación del átomo central en cada caso. [0,50]

$\text{H}_2\text{O}$:

$\text{H}_2\text{S}$:

$\text{NCl}_3$:

$\text{BCl}_3$:

d)

Justificar entre las dos primeras sustancias cuál presentará un punto de ebullición más alto. ¿Y entre las dos últimas? [0,50]

Entre $\text{H}_2\text{O}$ y $\text{H}_2\text{S}$

Entre $\text{NCl}_3$ y $\text{BCl}_3$

BLOQUE B (Opción B2)

B2. En el tratamiento de aguas residuales, las especies de cromo(VI) que muestran alta toxicidad se reducen a especies de cromo(III) inocuas, según la siguiente reacción (está sin ajustar):

$$\text{Na}_2\text{Cr}_2\text{O}_7\text{(aq)} + \text{Na}_2\text{SO}_3\text{(aq)} + \text{H}_2\text{SO}_4\text{(aq)} \rightarrow \text{Cr}_2(\text{SO}_4)_3\text{(aq)} + \text{Na}_2\text{SO}_4\text{(aq)} + \text{H}_2\text{O(l)}$$

a)

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

b)

Ajustar la reacción iónica mediante el método ion-electrón. [1,00]

c)

Escribir la reacción molecular global ajustada. [0,50]

d)

Calcular la masa de sulfito de sodio que se tiene que emplear para tratar $250\text{ mL}$ de aguas residuales que se han vertido en una industria, si $[\text{Na}_2\text{Cr}_2\text{O}_7] = 0{,}015\text{ M}$. [0,50]

C1. El ácido acetil salicílico (aspirina) y el ibuprofeno son dos ácidos monopróticos débiles ($K_a = 3,24\cdot 10^{-4}$ y $K_a = 3,55\cdot 10^{-5}$, respectivamente) de fórmula molecular $\mathrm{C_9H_8O_4}$ y $\mathrm{C_{13}H_{18}O_2}$, que se emplean como analgésicos.

a)

Calcular el pH de la disolución si se disuelven 980 mg de aspirina en 25 mL de agua. [1,00]

b)

Calcular la masa de ibuprofeno que se necesita disolver en el mismo volumen para preparar una disolución con el mismo pH. [1,00]

c)

Calcular el grado de disociación porcentual de cada ácido en esas condiciones. [0,50]

%

%

C2. Los productos de solubilidad ($K_{ps}$) de $\mathrm{AgBr}$ y $\mathrm{Ag_3PO_4}$ son $5,35\cdot 10^{-13}$ y $8,89\cdot 10^{-17}$, respectivamente.

a)

Determinar cuál de las dos será más soluble en agua. [0,75]

AgBr

Ag3PO4

b)

Se mezclan 12 mL de una disolución 1 M de $\mathrm{NaBr}$ y 12 mL de una disolución 2 M de $\mathrm{Na_3PO_4}$. Sobre esta mezcla se añade una disolución de $\mathrm{AgNO_3}$ gota a gota (suponer que no varía el volumen total). Calcular la concentración de iones $\mathrm{Ag^+}$ cuando comience la precipitación de cada sal de plata. [1,00]

c)

Para preparar una disolución saturada de $\mathrm{AgCl}$ se disuelven 5,76 mg en 3 L de agua. Calcular el producto de solubilidad de esta sal. ¿Es más soluble que el $\mathrm{AgBr}$? [0,75]

Sí

No

BLOQUE D

D1. La concentración de ácido acético de un vinagre comercial determinada mediante valoración volumétrica ácido-base es de 63 g/L.

a)

Calcular el volumen de $\text{NaOH}\ 1\text{ M}$ necesario para valorar $15\text{ mL}$ del vinagre comercial. [0,50]

b)

Explicar el procedimiento y el material necesario para llevar a cabo la valoración y emplear un dibujo esquemático junto con las explicaciones. [0,75]

c)

Razonar cómo será el pH de la disolución en el punto de equivalencia. [0,25]

D2. Dados los siguientes compuestos: ácido butanoico, propanoato de butilo y but-1-eno:

a)

Escribir las fórmulas semidesarrolladas de todos ellos. [0,50]

b)

Proponer la reacción de síntesis del propanoato de butilo a partir de un ácido carboxílico y un alcohol. [0,50]

c)

Determinar la relación de isomería del but-1-eno con i) but-2-eno y ii) 2-metilprop-1-eno. [0,50]

E1. Considerando los potenciales estándar de reducción de los siguientes pares redox $E^\circ(\text{V})$: $\text{Al}^{3+}/\text{Al} = -1{,}66$; $\text{Ag}^+/\text{Ag} = 0{,}80$; $\text{Cu}^{2+}/\text{Cu} = 0{,}34$; y $\text{Pb}^{2+}/\text{Pb} = -0{,}13$.

a)

Razonar cuál de las ocho especies es la más oxidante y cuál la más reductora. (0,25)

b)

Calcular con qué par de electrodos se puede construir una pila galvánica de mayor potencial. (0,50)

c)

Escribir las semirreacciones que tienen lugar en los electrodos de la pila y la reacción global. (0,50)

d)

Indicar cuáles son el polo positivo y el polo negativo de la pila y determinar en qué dirección se moverán los electrones. (0,25)

E2. Considera los siguientes compuestos: $\text{Cl}_2$, $\text{CaCl}_2$, $\text{Ca}$ y diamante (C). De forma razonada, indicar:

a)

El tipo de enlace presente en cada uno de ellos. (0,50)

Compuesto

$\text{Cl}_2$

$\text{CaCl}_2$

$\text{Ca}$

$\text{C}$ (diamante)

Tipo de enlace

b)

Cuál será capaz de conducir la electricidad en estado sólido. (0,25)

c)

Cuál es conductor en estado fundido y en disolución acuosa, pero no en estado sólido. (0,25)

d)

Cuál presenta un punto de fusión más bajo. (0,25)

e)

Cuál es muy soluble en agua. (0,25)