Examen PAU Química 2020 Valencia extraordinaria

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COMISSIÓ GESTORA DE LES PROVES D’ACCÉS A LA UNIVERSITAT COMISIÓN GESTORA DE LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD

PROVES D’ACCÉS A LA UNIVERSITAT CONVOCATÒRIA:

PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD CONVOCATORIA:

SETEMBRE 2020

SEPTIEMBRE 2020

Asignatura: QUÍMICA

Assignatura: QUÍMICA

BAREM DE L’EXAMEN: L’examen consta de dos blocs: bloc I de quatre problemes (se n’han de contestar únicament 2) i bloc II de sis qüestions (se n’han de contestar únicament 3). Cada problema o qüestió té una puntuació màxima de 2 punts.

Únicament es corregiran els 2 primers problemes i les 3 primeres qüestions respostos en l'examen escrit.

Es permet exclusivament l’ús de calculadores que no siguen gràfiques o programables i que no puguen realitzar càlcul simbòlic ni emmagatzemar text o fórmules en memòria.

Bloc I: PROBLEMES (trieu-ne 2) Problema 1.- Fórmula empírica/molecular. Càlculs estequiomètrics.

L’al·licina és un compost orgànic que li dona olor a l’all. L’anàlisi químic de l’al·licina va mostrar la següent composició centesimal en massa: 44,4 % de C, 39,5 % de S, 9,86 % de O i 6,21 % de H. Se sap que la seua massa molar està entre 160 i 165 g.

a) Determineu la seua fórmula empírica i molecular. (1,2 punts)

b) Els alls tenen, aproximadament, un 0,23 % en massa d’al·licina. Si un gra d’all pesa 12 g, quants grams de sofre provenen de l’al·licina? (0,8 punts) Dades: Masses atòmiques relatives: H (1); C 12; O (16); S 32).

Problema 2.- Ajust de reacció. Càlculs estequiomètrics.

En el laboratori, es pot obtindre sulfat de sodi, Na2SO4, fent reaccionar hidròxid de sodi, NaOH, amb àcid sulfúric, H2SO4, d’acord amb la reacció (no ajustada):

NaOH(ac)  H2SO4 (ac)   Na2SO4 (ac)  H2O(l) Si es mescla la dissolució A (120 ml que conté NaOH en concentració 0,05 M) amb la dissolució B (50 ml de H2SO4 de concentració 0,12 M), calculeu:

a) El pH de la dissolució resultant, una vegada es complete la reacció entre NaOH i H2SO4. (1 punt)

b) La concentració de Na2SO4 en la dissolució final (mol·L–1) i la quantitat (en grams) obtinguda d’aquest compost com a conseqüència de la reacció. (1 punt) Dades: Masses atòmiques relatives: H (1); O (16); Na (23); S (32).

Problema 3.- Equilibri químic.

En un recipient d’1 L de capacitat, en el qual s’ha fet buit, s’introdueixen 0,92 g de N 2O4(g) i 0,23 g de NO2(g). El recipient es calfa a 100 oC, produint-se la dissociació del N 2O4 per a donar NO2 d’acord amb l’equilibri següent:

  2 NO2 (g) N2O4 (g) 

Quan s’aconsegueix l’equilibri a 100 C, la pressió total del sistema és de 0,724 atm.

a) Determineu el valor de les constants d’equilibri, Kp i Kc. (1 punt)

b) Calculeu la pressió en el recipient en l’equilibri si inicialment només s’hi hagueren introduït 0,92 g de N 2O4. (1 punt)

Dades: Masses atòmiques relatives: O (16); N (14). R = 0,082 atm·L·K–1·mol–1.

Problema 4.- Equilibri àcid-base.

L’àcid fòrmic, HCOOH, és un àcid feble la constant de dissociació àcida del qual val 1,8·10–4. Es disposa en el laboratori d’una dissolució aquosa d’àcid fòrmic de concentració desconeguda el pH de la qual és 2,51. Calculeu:

a) La concentració de la dissolució d’àcid fòrmic en mol·L–1. (1 punt)

b) Si es prenen 10 ml d’aquesta dissolució i s’hi afig aigua fins que la dissolució resultant té un volum de 100 ml, quin serà el grau de dissociació de l’àcid en la dissolució resultant? (1 punt)

Bloc II: QÜESTIONS (trieu-ne 3) Qüestió 1.- Estructura atòmica. Propietats periòdiques.

Considereu els elements A, B, C i D els nombres atòmics de la qual són 8, 12, 17 i 18, respectivament. Responeu les qüestions següents. (0,5 punts cada apartat)

a) Escriviu la configuració electrònica de cada element en el seu estat fonamental, així com la del ió més estable que, en el seu cas, poden formar.

b) Compareu el radi dels ions formats per A i B, i indiqueu quin dels dos és major. Justifiqueu la resposta.

c) Aplicant la regla de l’octet, deduïu la fórmula molecular del compost format per A i C.

d) Proposeu un compost iònic format per dos dels elements proposats, deduint la seua fórmula molecular.

Qüestió 2.- Estructura molecular.

Considereu les espècies químiques: NCl3, NH4+, CS2, SCl2 i responeu les qüestions següents:

a) Representeu l’estructura de Lewis de cadascuna de les espècies químiques. (0,8 punts)

b) Deduïu, raonadament, la geometria de cadascuna d’aquestes espècies químiques. (0,8 punts)

c) Discutiu, justificadament, la polaritat de les dues molècules CS2 i SCl2. (0,4 punts) Dades: Nombres atòmics: H (1); C (6); N (7); S (16); Cl (17).

Qüestió 3.- Desplaçament de l’equilibri.

L’amoníac gas, NH3(g), reacciona amb aire per a formar diòxid de nitrogen, NO2, a alta temperatura d’acord amb la reacció:

  4 NO2  g   6 H2O  g  4 NH3  g   7 O2  g   H  1170 KJ

Discutiu raonadament si les afirmacions següents són vertaderes o falses. (0,5 punts cada apartat)

a) Un augment de la temperatura afavorirà la formació de NO2 en l’equilibri.

b) La disminució del volum del reactor, mantenint constant la temperatura, afavorirà que es forme major quantitat de productes en l’equilibri.

c) L’addició de NH3, mantenint constants el volum del recipient i la temperatura, afavorirà que es forme major quantitat de NO2 una vegada s’assolisca l’equilibri.

d) L’ús d’un catalitzador farà que s’obtinga una major quantitat de productes en l’equilibri.

Qüestió 4.- Reaccions redox.

A partir de les dades de potencials de reducció estàndard que s’adjunten, indiqueu raonadament si els enunciats següents són vertaders o falsos. (0,5 punts cada apartat)

a) Una dissolució de HCl 1 M és capaç de dissoldre una barra de níquel metàl·lic.

b) El níquel metàl·lic pot oxidar l’estany metàl·lic.

c) Es pot obtindre plata metàl·lica submergint un fil de coure en una dissolució de nitrat de plata 1 M.

d) No podem emmagatzemar una dissolució de sulfat de coure 1 M en un recipient d’estany metàl·lic.

Dades: Potencials estàndard de reducció, Eo(V): Ag+(ac)/Ag(s) = +0,80; Cu2+(ac)/Cu(s) = +0,34; H+(ac)/H2(g) = 0;

Sn2+(ac)/Sn(s) = –0,14; Ni2+(ac)/Ni(s) = – 0,26.

Qüestió 5.- Cinètica química. Nomenclatura inorgànica.

a) La descomposició del pentòxid de dinitrogen, 2 N2O5 (g)   4 NO2 (g)  O2 (g) segueix l’equació de velocitat v = k·[N2O5]. Responeu les qüestions següents: (0,25 punts cada apartat) a1) Compareu la velocitat d’aparició de NO2 amb la d’aparició de O2.

a2) Indiqueu l’ordre de reacció total i l’ordre de reacció respecte del N 2O5.

a3) Indiqueu les unitats de la velocitat de reacció i de la constant de velocitat.

a4) Discutiu si la constant de velocitat depén de la temperatura a la qual es du a terme la reacció.

b) Anomeneu els compostos següents: (0,2 punts cadascun)

b1) K2Cr2O7

b2) PCl3

b3) NaClO3

b4) Co(OH)2

b5) FePO4

Qüestió 6.- Reactivitat i nomenclatura orgànica.

Completeu les reaccions següents i anomeneu els reactius i compostos orgànics que s’obtenen: (0,5 punts cada apartat) catalitzador CH4 (g)  2 O2 (g)   _______  _______ CH3 -CH=CH-CH3 (g)  H2 (g)   _________ a) c) b)

CH3 -CH2 -Cl(ac)  OH (ac)   _______  _______

CH3 -CH2 -CH2 -OH

4    _________ H2SO4

KMnO ac

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SETEMBRE 2020

SEPTIEMBRE 2020

Asignatura: QUÍMICA

Assignatura: QUÍMICA

BAREMO DEL EXAMEN: El examen consta de dos bloques: bloque I de cuatro problemas (se deben contestar únicamente 2) y bloque II de seis cuestiones (se deben contestar únicamente 3). Cada problema o cuestión tiene una puntuación máxima de 2 puntos.

Únicamente se corregirán los 2 primeros problemas y las 3 primeras cuestiones respondidos en el examen escrito.

Se permite exclusivamente el uso de calculadoras que no sean gráficas o programables y que no puedan realizar cálculo simbólico ni almacenar texto o fórmulas en memoria.

Bloque I: PROBLEMAS (elegir 2) Problema 1.- Fórmula empírica/molecular. Cálculos estequiométricos.

La alicina es un compuesto orgánico que le da olor al ajo. El análisis químico de la alicina mostró la siguiente composición centesimal en masa: 44,4 % de C, 39,5 % de S, 9,86 % de O y 6,21 % de H. Se sabe que su masa molar está entre 160 y 165 g.

a) Determine su fórmula empírica y molecular. (1,2 puntos)

b) Los ajos tienen, aproximadamente, un 0,23 % en masa de alicina. Si un diente de ajo pesa 12 g, ¿cuántos gramos de azufre provienen de la alicina? (0,8 puntos) Datos: Masas atómicas relativas: H (1); C 12; O (16); S 32).

Problema 2.- Ajuste de reacción. Cálculos estequiométricos.

En el laboratorio, se puede obtener sulfato de sodio, Na2SO4, haciendo reaccionar hidróxido de sodio, NaOH, con ácido sulfúrico, H2SO4, de acuerdo con la reacción (no ajustada):

NaOH(ac)  H2SO4 (ac)   Na2SO4 (ac)  H2O(l) Si se mezcla la disolución A (120 mL conteniendo NaOH en concentración 0,05 M) con la disolución B (50 mL de H 2SO4 de concentración 0,12 M), calcule:

a) El pH de la disolución resultante, una vez se complete la reacción entre NaOH y H2SO4. (1 punto)

b) La concentración de Na2SO4 en la disolución final (mol·L–1) y la cantidad (en gramos) obtenida de este compuesto como consecuencia de la reacción. (1 punto) Datos: Masas atómicas relativas: H (1); O (16); Na (23); S (32).

Problema 3.- Equilibrio químico.

En un recipiente de 1 L de capacidad, en el que se ha hecho vacío, se introducen 0,92 g de N2O4(g) y 0,23 g de NO2(g). El recipiente se calienta a 100 oC, produciéndose la disociación del N2O4 para dar NO2 de acuerdo al equilibrio siguiente:

  2 NO2 (g) N2O4 (g) 

Cuando se alcanza el equilibrio a 100 oC, la presión total del sistema es de 0,724 atm.

a) Determine el valor de las constantes de equilibrio, Kp y Kc. (1 punto)

b) Calcule la presión en el recipiente en el equilibrio si inicialmente sólo se hubieran introducido 0,92 g de N2O4. (1 punto)

Datos: Masas atómicas relativas: O (16); N (14). R = 0,082 atm·L·K–1·mol–1.

Problema 4.- Equilibrio ácido-base.

El ácido fórmico, HCOOH, es un ácido débil cuya constante de disociación ácida vale 1,8·10–4. Se dispone en el laboratorio de una disolución acuosa de ácido fórmico de concentración desconocida cuyo pH es 2,51. Calcule:

a) La concentración de la disolución de ácido fórmico en mol·L–1. (1 punto)

b) Si se toman 10 mL de esta disolución y se añade agua hasta que la disolución resultante tiene un volumen de 100 mL, ¿cuál será el grado de disociación del ácido en la disolución resultante? (1 punto)

Bloque II: CUESTIONES (elegir 3)

Cuestión 1.- Estructura atómica. Propiedades periódicas.

Considere los elementos A, B, C y D cuyos números atómicos son 8, 12, 17 y 18, respectivamente. Responda las siguientes cuestiones. (0,5 puntos cada apartado)

a) Escriba la configuración electrónica de cada elemento en su estado fundamental, así como la del ion más estable que, en su caso, pueden formar.

b) Compare el radio de los iones formados por A y B, indicando cuál de los dos es mayor. Justifique la respuesta.

c) Aplicando la regla del octete, deduzca la fórmula molecular del compuesto formado por A y C.

d) Proponga un compuesto iónico formado por dos de los elementos propuestos, deduciendo su fórmula molecular.

Cuestión 2.- Estructura molecular.

Considere las especies químicas: NCl3, NH4+, CS2, SCl2 y responda a las cuestiones siguientes:

a) Represente la estructura de Lewis de cada una de las especies químicas. (0,8 puntos)

b) Deduzca, razonadamente, la geometría de cada una de estas especies químicas. (0,8 puntos)

c) Discuta, justificadamente, la polaridad de las dos moléculas CS2 y SCl2. (0,4 puntos) Datos: Números atómicos: H (1); C (6); N (7); S (16); Cl (17).

Cuestión 3.- Desplazamiento del equilibrio.

El amoniaco gas, NH3(g), reacciona con aire para formar dióxido de nitrógeno, NO2, a alta temperatura de acuerdo a la reacción:

  4 NO2  g   6 H2O  g  4 NH3  g   7 O2  g   H  1170 KJ

Discuta razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. (0,5 puntos cada apartado)

a) Un aumento de la temperatura favorecerá la formación de NO2 en el equilibrio.

b) La disminución del volumen del reactor, manteniendo contante la temperatura, favorecerá que se forme mayor cantidad de productos en el equilibrio.

c) La adición de NH3, manteniendo contantes el volumen del recipiente y la temperatura, favorecerá que se forme mayor cantidad de NO2 una vez se alcance el equilibrio.

d) El uso de un catalizador hará que se obtenga una mayor cantidad de productos en el equilibrio.

Cuestión 4.- Reacciones redox.

A partir de los datos de potenciales de reducción estándar que se adjuntan, indique razonadamente si los siguientes enunciados son verdaderos o falsos. (0,5 puntos cada apartado)

a) Una disolución de HCl 1 M es capaz de disolver una barra de níquel metálico.

b) El níquel metálico puede oxidar al estaño metálico.

c) Se puede obtener plata metálica sumergiendo un hilo de cobre en una disolución de nitrato de plata 1 M.

d) No podemos almacenar una disolución de sulfato de cobre 1 M en un recipiente de estaño metálico.

Datos: Potenciales estándar de reducción, Eo(V): Ag+(ac)/Ag(s) = +0,80; Cu2+(ac)/Cu(s) = +0,34; H+(ac)/H2(g) = 0;

Sn2+(ac)/Sn(s) = –0,14; Ni2+(ac)/Ni(s) = – 0,26.

Cuestión 5.- Cinética Química. Nomenclatura inorgánica.

a) La descomposición del pentóxido de dinitrógeno, 2 N2O5 (g)   4 NO2 (g)  O2 (g) sigue la ecuación de velocidad v = k·[N2O5]. Responda las siguientes cuestiones: (0,25 puntos cada apartado) a1) Compare la velocidad de aparición de NO2 con la de aparición de O2.

a2) Indique el orden de reacción total y el orden de reacción respecto del N2O5.

a3) Indique las unidades de la velocidad de reacción y de la constante de velocidad.

a4) Discuta si la constante de velocidad depende de la temperatura a la que se lleva a cabo la reacción.

b) Nombre los compuestos siguientes: (0,2 puntos cada uno)