Septiembre 2013 resuelto

PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PARA ALUMNOS DE
BACHILLERATO LOE
septiembre 2013
QUÍMICA. CÓDIGO 160
Opción A:
1. Dadas las siguientes configuraciones electrónicas de dos elementos
A: [Ne]3s23p1 y B:[Ne]3s23p4
a) Defina electronegatividad y justifique qué elemento presenta mayor valor de la misma. (1
punto)
b) Señale el carácter metálico o no metálico de cada elemento. (0,5 puntos)
a) Se define electronegatividad como la capacidad de un elemento para atraer el par de electrones
que comparte en un enlace covalente.
En un mismo grupo del Sistema Periódico, la electronegatividad aumenta al aumentar la carga
nuclear y al disminuir el radio del átomo. Por tanto, el elemento B presenta mayor
electronegatividad que A.
b) A es un metal y B es un elemento no metálico.
2. Justifique si las siguientes afirmaciones, a cerca de una reacción para la que ΔH° > 0, ΔS° > 0 y
ΔG° > 0 a 25°C, son verdaderas o falsas:
a) Es un equilibrio a dicha temperatura. (0,75 puntos)
b) Será espontánea a temperaturas mayores de 25 ºC. (0,75 puntos)
a) Falso: ΔG tendría que ser igual a cero para que se tratase de un equilibrio.
b) Para que la reacción sea espontánea ΔG<0. ΔG=ΔH-TΔS, dado que ΔH>0 y ΔS>0. La reacción
solo será espontánea cuando T∆S < ∆H.
3. Ajuste, en forma molecular, por el método del ion electrón:
Cr2(SO4)3 + KClO3 + KOH  K2CrO4 + KCl + K2SO4 + H2O
(1,5 puntos)
2 (Cr3+ + 8 OH- → CrO42- + 4 H2O + 3 e-)
ClO3- + 3 H2O + 6 e- → Cl- + 6 OH2 Cr3+ + 16 OH- + ClO3- + 3 H2O → 2 CrO42- + 8 H2O + Cl- + 6 OH2 Cr3+ + 10 OH- + ClO3- → 2 CrO42- + 5 H2O + ClCr2(SO4)3 + KClO3 + 10 KOH  2 K2CrO4 + KCl + 3 K2SO4 + 5 H2O
4. Nombre o formule los siguientes compuestos (1,5 puntos): Sr(OH)2, H3PO4, Fe(NO3)3, HCCH,
CH3-CO-(CH2)4-CH3, tetracloruro de estaño, hidrogenocarbonato de potasio, óxido de plata, odimetilbenceno, anilina.
Sr(OH)2: Hidróxido de estroncio
H3PO4: Ácido fosfórico
Fe(NO3)3: Nitrato de hierro(III)
HCCH: acetileno o etino
CH3-CO-(CH2)4-CH3: 2-heptanona
Anilina
Tetracloruro de estaño: SnCl4
Hidrogenocarbonato de potasio: KHCO3
Óxido de plata: Ag2O
o-dimetilbenceno
5. Un vinagre comercial tiene una riqueza del 5% en masa de ácido acético, CH3COOH, y una
densidad d= 1,00 g/cm3. Calcule:
a) La molaridad de la disolución en ácido acético. (0,6 puntos)
b) El grado de ionización del ácido y el pH del vinagre. (1 punto)
c) El volumen de KOH 0,5 M necesario para neutralizar 20 mL de vinagre. (0,4 puntos)
Ka = 1,8.10-5
a) d=1,0 g/cm3, por tanto 1L de disolución equivale a una masa de 1000 g.
Dado que su riqueza es del 5% en masa, en 1000 g de disolución habrán 50 g de HOAc.
M
50
60  0,83 mol / L
1
b) HOAc ↔ OAc- + H+
0,83-x
x
x
Ka 
x2
x2

 1,8  105
(0,83  x) 0,83
x  1,8  105  0,83  3,87  103 ; [H+]=3,87•10-3 mol/L; pH=-log[H+]=2,41
3,87 • 10-3
0,83
1
α=4,66 • 10-3
α
c) KOH 0,5M
V • 0,5 = 20 • 0,83
V= 33,2 mL
6. Cuando se queman 0,436 g de un compuesto orgánico gaseoso que contiene C, H y O, se obtienen
0,958 g de CO2 y 0,522 g de H2O. Calcule:
a) La fórmula empírica del compuesto. (1,2 puntos)
b) La fórmula molecular si la densidad de dicho compuesto gaseoso, medida en condiciones
normales es 2,679 g/L. (0,8 puntos)
a) 0,436 g → 0,958 g + 0,522 g
CO2
H2O
44
18
44 g CO2
0,958 g
12 g C
x
0,261 g de C en 0,436 g de compuesto
18 g H2O
2 g de H
0,522 g
x
0,058 g de H en 0,436 g de compuesto
Por tanto de O en el compuesto habrá: 0,436-(0,261+0,058)= 0,117 g
0, 261
 0, 02175 moles
12
0, 058
H:
 0, 058 moles
1
0,117
O:
 0, 0073 moles
16
C:
0, 02175
 2,98  3
0, 0073
0, 058
 7,94  8
0, 0073
0, 0073
1
0, 0073
b) P V = n R T
1 • V = n • 0,082 • 273
(C3H8O)n
g
0, 082  273
MV
2, 679
1
0, 082  273
M
1
M=59,97 g/mol; Dado que el peso molecular de C3H8O es 60 g/mol, n=1 y por tanto la
fórmula molecular es C3H8O.
Masas atómicas: C= 12; H= 1; N=14; O=16.
R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1
Opción B:
1. Un elemento X tiene de número atómico 34.
a) Escriba la configuración electrónica del ion X2-.
(0,75 puntos)
b) Indique los números cuánticos de un electrón 4s. (0,75 puntos)
a) 1s22s22p63s23p64s23d104p6
b) n=4; l=0; ml=0; ms=±1/2
(4, 0, 0, +½) ó (4, 0, 0, -½)
2. Justifique para cada uno de los siguientes pares qué disolución acuosa 0,1M tiene un pH más alto
a) NaHS o H2S. (0,75 puntos)
b) NH4Cl o NaCl. (0,75 puntos)
a) NaHS → Na+ + HS- ; HS- + H2O ↔ H2S + OHH2S ↔ H+ + HSDe acuerdo con los equilibrios anteriores, se deduce: pH(NaHS)>pH(H2S)
b) NaCl → Na+ + Cl-
pH=7
NH4Cl →Cl- + NH4+; NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+
Se deduce que: pH(NaCl)>pH(NH4Cl)
6. La nitroglicerina, C3H5(NO3)3, descompone según la ecuación:
4 C3H5(NO3)3 (l)  12 CO2(g) + 10 H2O(g) + O2(g) + 6 N2(g) H =
00
a) Calcule la entalpía de formación estándar de la nitroglicerina. (0,75 puntos)
b) Calcule el calor desprendido cuando se descomponen 100 g de nitroglicerina. (0,75 puntos)
Hf0(CO2 =
,
. o -1; Hf0(H2O(g) =
,
. o -1
a) 4 C3H5(NO3)3 (l)  12 CO2(g) + 10 H2O(g) + O2(g) + 6 N2(g)
H =
00 = 12 Hf0(CO2) + 10 Hf0(H2O(g)) – 4 Hf0(C3H5(NO3)3(g))
-5700 = 12 (-393,5) + 10 (-241,8) – 4 Hf0(C3H5(NO3)3(g))
Hf0(C3H5(NO3)3(g)) = -360 kJ/mol
b) Masa molecular de C3H5(NO3)3= 227 g/mol; 100 g son 0,441 moles
4 moles
0,441
(- 5700 kJ)
x
-627,75 kJ
4. Formule o nombre los siguientes compuestos (1,5 puntos): CH2=CH-CH3, (CH3)2-CHOH, SO2,
Fe(HSO4)2, CsH, peróxido de Bario, bromuro de litio, hidróxido de aluminio, propanona, N-etil-Nmetilpropilamina.
CH2=CH-CH3: propeno
Peróxido de bario: BaO2
(CH3)2-CHOH: isopropanol
Bromuro de litio: LiBr
SO2: óxido de azufre(IV)
Hidróxido de aluminio: Al(OH)3
Fe(HSO4)2: Hidrogenosulfato de hierro(II) Propanona: CH3COCH3
CsH: Hidruro de cesio
N-etil-N-metilpropilamina: CH3-CH2-CH2-N(CH2-CH3)-CH3
5. Un recipiente cerrado de 1 L de capacidad, en el que previamente se ha realizado el vacío,
contiene 1,998 g de iodo sólido. Se calienta hasta 1200 ºC, temperatura a la que el iodo se
encuentra en estado gaseoso y una vez establecido el equilibrio I2(g)  2I(g) la presión total es de
1,33 atm.
a) Calcule el grado de disociación del iodo molecular. (0,75 puntos)
b) Determine las constantes Kc y Kp. (0,75 puntos)
c) Justifique si el grado de disociación es dependiente o independiente de la concentración. (0,5
puntos)
a) moles de I2(g) que existen inicialmente en el recipiente, antes de establecerse el equilibrio:
1,998/254= 7,9 • 10-3 moles
I2(g)  2I(g)
7,9 • 10-3-x
2x
nT= 7,9 • 10-3+ x
P V=n R T
1,33 • 1 = nT • 0,082 • (1200 + 273); nT=0,011 moles
0,011= 7,87 • 10-3+ x; x=0,0031
7,9 • 10-3
3,1 • 10-3
α=0,392
1
b) [I]=2x=6,2 • 10-3 moles
[I2]=4,8 • 10-3 moles
α
Kc 
(6,2  10 3 ) 2
 8,01  10 3
4,8  10 3
K p  K c ( RT ) n  8,01  10 3  0,082  (1200  273)  0,9673
c)
I2(g)  2I(g)
c(1-α)
2cα
(2c )2 4c 2
Kc 

c(1   ) 1  
Al variar c, el grado de disociación tiene que variar para que Kc siga siendo constante.
3. El óxido de calcio reacciona con agua para dar hidróxido de calcio.
CaO(s) + H2O(l)  Ca(OH)2(aq).
a) Determine la riqueza de un CaO, si al disolver 3.5 g de CaO en 250 mL de agua origina una
disolución de pH 13,6. Considere que el volumen no varía. (1 punto)
b) Calcule el volumen de HNO3 0,25 M necesario para neutralizar 25 mL de la disolución anterior.
(0,5 puntos)
c) Calcule el pH de una disolución obtenida mezclar 25 mL de la disolución a) con 50 mL de HNO3
0,25M. (0,5 puntos)
a)
Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OHpH=13,6; pOH=0,4; [OH-]=0,398 mol/L
[Ca(OH)2]=0,398/2=0,199 mol/L
moles Ca(OH)2 = 0,199 • 0,25=0,0497= moles de CaO
Dado que la masa molecular del CaO es 56 g/mol: 0,0497 • 56=2,786 g de CaO puro
3,5 g
2,786 g
100
x
x=79,6%
b) 2 HNO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2 H2O
mmoles Ca(OH)2 = 0,199 • 25 ≈ 5 mmoles
Por tanto, serán necesarios: mmoles HNO3 = 5 • 2 = 10
10 = 0,25 • V; V=40 mL
c) mmoles de OH- = 25 • 0,398 ≈ 10 mmoles
mmoles de H+ = 50 • 0,25 = 12,5 mmoles
H+ + OH- →H2O
12,5-10=2,5 mmoles de H+ en exceso
[H+]=2,5/75=3,33 • 10-2; pH=1,48
Masas atómicas: C= 12; Ca= 40; H=1; I= 127; N=14; O=16;
R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1