Química PAU 2025

Enunciado del examen en texto

Texto sacado del PDF oficial. Las fórmulas, tablas y figuras se ven mejor en el visor de arriba.

PROVA D’ACCÉS A LA UNIVERSITAT PRUEBA DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD CONVOCATÒRIA:

CONVOCATORIA:

EXTRA JULIOL 2025

EXTRA JULIO 2025

ASIGNATURA: Química

ASSIGNATURA: Química

BAREM DE L’EXAMEN: L’examen consta de 5 exercicis. Cada exercici té una puntuació màxima de 2 punts.

L’optativitat de cada un s’indica en l’enunciat. Es permet l’ús de calculadores sempre que no siguen gràfiques o programables i que no puguen realitzar càlcul simbòlic ni emmagatzemar text o fórmules en memòria.

Exercici 1. (2 punts) Per a la fabricació de compostos com l’amoníac, es necessita hidrogen molecular com a reactiu. Hi ha diferents maneres d’obtindre aquest hidrogen. El procés de reformació d’hidrocarburs produeix l’anomenat hidrogen marró, mentre que l’electròlisi de l’aigua produeix l’anomenat hidrogen verd. En una de les etapes de la reformació d’hidrocarburs té lloc aquesta reacció:

H2O(g) + CO(g) ⇄ H2(g) + CO2(g)

KC (1000 ºC) = 0,667

En un recipient de 20 litres, s’introdueixen 10 mols de H₂O i 10 mols de CO, es calfa a 1000 °C i s’arriba a l’equilibri.

Calcule:

a) La quantitat, en mols, de cada gas en l’equilibri. (1 punt)

b) El valor de Kp i la pressió parcial de cada gas en l’equilibri. (1 punt)

_________________________________________________________________________________________ Exercici 2. Conteste a una de les dues opcions:

Opció 2.A. (2 punts) L’efedrina, C10H15ON, s’utilitza com a descongestionant en alguns aerosols nasals. Es tracta d’una base orgànica feble, amb l’equilibri de basicitat següent:

C10H15ON(aq) + H2O(l) ⟶ C10H15ONH+(aq) + OH–(aq) Una dissolució d’efedrina, de concentració inicial 0,035 mol·L–1, té un pH d’11,33 a 25 ºC. Calcule:

a) Les concentracions en l’equilibri d’efedrina, del seu àcid conjugat i de OH–. (1 punt)

b) El valor de la Kb de l’efedrina. (0,5 punts)

c) Calcule el volum d’una dissolució d’àcid nítric, HNO3, de concentració 0,2 mol·L–1, necessari per a reaccionar completament amb 20,0 mL de la dissolució d’efedrina. (0,5 punts) Opció 2.B. (2 punts) El triclorur d’alumini, AlCl3, és un compost químic utilitzat en multitud d’aplicacions, des del craqueig catalític del petroli a la conservació de la fusta o la producció de desinfectants. Industrialment s’obté fent reaccionar alumini amb diclor, d’acord amb l’equació química següent, no ajustada:

Al(s) + Cl2(g)  AlCl3(s) En un reactor de 4,5 litres de volum, mantingut a 75 ºC, es depositen 4,23 g de ferralla d’alumini que conté un 87,3 % d’aquest metall, i la resta són impureses que no reaccionen amb el clor molecular. A continuació, s’insufla un corrent de Cl2 fins que la pressió a l’interior del recipient arriba a 1,82 atm.

a) Ajuste l’equació química y calcule la quantitat, en grams, de AlCl3 obtinguda. (1,2 punts)

b) Calcule les quantitats, en grams, de Al i Cl2 que queden sense reaccionar, una vegada finalitzada la reacció. (0,8 punts)

Exercici 3. (2 punts) Considere les molècules NF3 i F2CO.

a) Dibuixe la seua estructura electrònica de Lewis i deduïsca la geometria de cada molècula. (0,6 punts)

b) Discutisca si aquestes molècules són polars o no. (0,4 punts) Conteste a una de les qüestions següents:

c1) Aplicant la regla de l’octet, deduïsca la fórmula empírica del compost format per dos àtoms amb nombres atòmics 17 i 20, respectivament. Discutisca el tipus d’enllaç que manté units els àtoms i si el compost serà soluble en aigua.

(1 punt) c2) Considere els elements de nombres atòmics 13 i 35. Escriga la seua configuració electrònica en l’estat fonamental, així com la configuració electrònica corresponent a l’ió més estable que cada un pot formar. (1 punt)

_________________________________________________________________________________________ Exercici 4. (2 punts) En dissolució aquosa, el peròxid d’hidrogen, H2O2, reacciona amb àcid clorhídric, HCl, per a donar lloc a clor molecular, Cl2, i aigua, H₂O.

a) Escriga l’equació química ajustada. (0,4 punts)

b) Justifique que la reacció química que té lloc és una reacció redox i identifique l’espècie oxidant i l’espècie reductora.

(0,6 punts) Conteste a una de les qüestions següents:

c1) Calcule la quantitat, en mols, de peròxid d’hidrogen que cal afegir a 2 litres d’una dissolució d’àcid clorhídric que es troba a pH = 1,0 perquè, després de completar la reacció, arribe a un pH = 2,0. Considere que el volum de la dissolució no varia durant el procés. (1 punt) c2) Justifique que la reacció química de l’apartat a) té lloc de manera espontània en condicions estàndard i deduïsca si una reacció anàloga té lloc o no quan se substitueix l’àcid clorhídric per àcid fluorhídric, HF(aq). (1 punt) Dades: potencial estàndard de reducció, Eº (V): (Cl2(g)|Cl–(aq)) = 1,36; (H2O2(aq)|H2O(l)) = 1,76; (F2(g)|F–(aq)) = 3,05.

_________________________________________________________________________________________ Exercici 5. (2 punts) Un compost orgànic té la fórmula empírica C3H6O.

a) Escriga la fórmula estructural de 2 possibles isòmers, anomene’ls i indique el grup funcional que posseeix cada compost. (1 punt) Conteste a una de les qüestions següents:

b1) Complete aquestes equacions químiques. Anomene o formule els compostos orgànics implicats i diga el tipus de reacció que es produeix. (0,5 punts cada subapartat) i)

Propan-2-ol (o 2-propanol)

ii) Àcid butanoic + etanol

𝐾2 𝐶𝑟2 𝑂7 ,𝑚𝑒𝑑𝑖 à𝑐𝑖𝑑

𝑚𝑒𝑑𝑖 à𝑐𝑖𝑑

B+C

b2) Considere la reacció 2 A + B  C, que és d’ordre 2 respecte de A i d’ordre 1 respecte de B. (0,5 punts cada subapartat) i) Si el temps es mesura en minuts, deduïsca les unitats de la constant de velocitat.

ii) És cert que el valor de la constant de velocitat es duplica si es duplica la concentració de A? Justifique la resposta.

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ASIGNATURA: Química

ASSIGNATURA: Química

BAREMO DEL EXAMEN: El examen consta de 5 ejercicios. Cada ejercicio tiene una puntuación máxima de 2 puntos. La optatividad de cada uno se indica en el enunciado. Se permite el uso de calculadoras siempre que no sean gráficas o programables y que no puedan realizar cálculo simbólico ni almacenar texto o fórmulas en memoria.

Ejercicio 1. (2 puntos) Para la fabricación de compuestos como el amoníaco, se necesita hidrógeno molecular como reactivo. Hay diferentes formas de obtener este hidrógeno. El proceso de reformado de hidrocarburos produce el denominado hidrogeno marrón, mientras que la electrólisis del agua produce el denominado hidrógeno verde. En una de las etapas del reformado de hidrocarburos, tiene lugar la siguiente reacción:

H2O(g) + CO(g) ⇄ H2(g) + CO2(g)

KC (1000 ºC) = 0,667

En un recipiente de 20 litros, se introducen 10 moles de H2O y 10 moles de CO y se calienta a 1000 ºC, estableciéndose el equilibrio correspondiente. Calcule:

a) La cantidad, en moles, de cada gas en el equilibrio. (1 punto)

b) El valor de Kp y la presión parcial de cada gas en el equilibrio. (1 punto)

_________________________________________________________________________________________

Ejercicio 2. Conteste a una de las dos opciones:

Opción 2.A. (2 puntos) La efedrina, C10H15ON, se utiliza como descongestionante en algunos aerosoles nasales. Se trata de una base orgánica débil, con el siguiente equilibrio de basicidad:

C10H15ON(ac) + H2O(l) ⟶ C10H15ONH+(ac) + OH–(ac) Una disolución de efedrina, de concentración inicial 0,035 mol·L–1, tiene un pH de 11,33 a 25 ºC. Calcule:

a) Las concentraciones en el equilibrio de efedrina, de su ácido conjugado y de OH–. (1 punto)

b) El valor de la Kb de la efedrina. (0,5 puntos)

c) Calcule el volumen de una disolución de ácido nítrico, HNO3, de concentración 0,2 mol·L–1, necesario para reaccionar completamente con 20,0 mL de la disolución de efedrina. (0,5 puntos)

Opción 2.B. (2 puntos) El tricloruro de aluminio, AlCl3, es un compuesto químico utilizado en multitud de aplicaciones, desde el craqueo catalítico del petróleo a la conservación de la madera o la producción de desinfectantes. Industrialmente se obtiene haciendo reaccionar aluminio con dicloro, de acuerdo con la ecuación química siguiente, no ajustada:

Al(s) + Cl2(g)  AlCl3(s) En un reactor de 4,5 litros de volumen, mantenido a 75 oC, se depositan 4,23 g de chatarra de aluminio que contiene un 87,3 % de este metal, y el resto son impurezas que no reaccionan con el cloro molecular. A continuación, se insufla una corriente de Cl2 hasta que la presión en el interior del recipiente alcanza 1,82 atm.

a) Ajuste la ecuación química y calcule la cantidad, en gramos, de AlCl3 obtenida. (1,2 puntos)

b) Calcule las cantidades, en gramos, de Al y Cl2 que quedan sin reaccionar, una vez finalizada la reacción. (0,8 puntos)

Ejercicio 3. (2 puntos) Considere las moléculas NF3 y F2CO.

a) Dibuje su estructura electrónica de Lewis y deduzca la geometría de cada molécula. (0,6 puntos)

b) Discuta si estas moléculas son polares o no. (0,4 puntos) Conteste a una de las siguientes cuestiones:

c1) Aplicando la regla del octeto, deduzca la fórmula empírica del compuesto formado por dos átomos cuyos números atómicos son 17 y 20, respectivamente. Discuta el tipo de enlace que mantiene unidos a los átomos y si el compuesto será soluble en agua. (1 punto) c2) Considere los elementos de números atómicos 13 y 35. Escriba su configuración electrónica en el estado fundamental, así como la configuración electrónica correspondiente al ion más estable que cada uno de ellos puede formar. (1 punto)

_________________________________________________________________________________________

Ejercicio 4. (2 puntos) En disolución acuosa, el peróxido de hidrógeno, H2O2, reacciona con ácido clorhídrico, HCl, dando lugar a cloro molecular, Cl2, y agua, H2O.

a) Escriba la ecuación química ajustada. (0,4 puntos)

b) Justifique que la reacción química que tiene lugar es una reacción rédox e identifique la especie oxidante y la especie reductora. (0,6 puntos) Conteste a una de las siguientes cuestiones:

c1) Calcule la cantidad, en moles, de peróxido de hidrógeno que hay que añadir a 2 litros de una disolución de ácido clorhídrico que se encuentra a pH = 1,0 para que, tras completarse la reacción, alcance el valor de pH = 2,0.

Considere que el volumen de la disolución no varía durante el proceso. (1 punto) c2) Justifique que la reacción química del apartado a) tiene lugar de modo espontáneo en condiciones estándar, y deduzca si una reacción análoga tiene lugar o no cuando se sustituye el ácido clorhídrico por ácido fluorhídrico, HF(ac). (1 punto) Datos: potencial estándar de reducción, Eº (V): (Cl2(g)|Cl–(ac)) = 1,36; (H2O2(ac)|H2O(l)) = 1,76; (F2(g)|F–(ac)) = 3,05.

_________________________________________________________________________________________

Ejercicio 5. (2 puntos) Un compuesto orgánico tiene la fórmula empírica C3H6O.

a) Escriba la fórmula estructural de 2 posibles isómeros, nómbrelos e indique el grupo funcional que posee cada compuesto. (1 punto) Conteste a una de las siguientes cuestiones:

b1) Complete las siguientes ecuaciones químicas. Nombre o formule los compuestos orgánicos implicados y diga el tipo de reacción que se produce. (0,5 puntos cada subapartado) i)

Propan-2-ol (o 2-propanol)

ii) Ácido butanoico + etanol

𝐾2 𝐶𝑟2 𝑂7 ,𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 á𝑐𝑖𝑑𝑜

𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 á𝑐𝑖𝑑𝑜

B+C

b2) Considere la reacción 2 A + B  C, que es de orden 2 respecto de A y de orden 1 respecto de B. (0,5 puntos cada subapartado) i) Si el tiempo se mide en minutos, deduzca las unidades de la constante de velocidad.

ii) ¿Es cierto que el valor de la constante de velocidad se duplica si se duplica la concentración de A? Justifique la respuesta.

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Taula periòdica dels elements químics Tabla periódica de los elementos químicos

CONSTANTS I FACTORS DE CONVERSIÓ/ CONSTANTES Y FACTORES DE CONVERSIÓN NA = 6,022·1023 mol–1; R = 0,082 atm·L·mol–1·K–1; R = 8,314 J⋅K–1⋅mol–1; c = 3,0·108 m·s–1; h = 6,626·10–34 J·s;

F = 96485 C·mol−1; Kw (298 K) = 10–14; 1 atm = 1,013 bar = 760 mmHg = 1,013·105 Pa; 1 J = 0,24 cal.

FÓRMULES/ FÓRMULAS Equació d’estat dels gasos ideals/Ecuación de estado de los gases ideales: 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇

Equació d’Arrhenius/Ecuación de Arrhenius: 𝑘 = 𝐴𝑒 −𝐸𝑎/𝑅𝑇

Energia d’un fotó/Energía de un ℎ𝑐 fotón: 𝐸 = 𝜆

Equació de Dalton/Ecuación de Dalton:

𝑝𝑖 = 𝑥𝑖 𝑃

2a llei de Faraday/2ª ley de Faraday:

Relació entre Kp i Kc/Relación entre Kp y Kc: 𝐾𝑝 = 𝐾𝑐 (𝑅𝑇)∆𝑛

𝑚(𝑔) =

𝑀(𝑔·𝑚𝑜𝑙 –1 )·𝑄(𝐶) 𝑛𝑒 ·𝐹(𝐶·𝑚𝑜𝑙–1 )

Soluciones y criterios de corrección en texto

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ASSIGNATURA: Química

Criterios de corrección generales

1.- El examen consta de 5 ejercicios. Cada ejercicio tiene una puntuación máxima de 2 puntos. La puntuación de cada subapartado está indicada en negrita en el enunciado correspondiente.

2.- Se valorará prioritariamente el planteamiento, desarrollo y discusión de los resultados. Todas las respuestas deberán ser debidamente razonadas, cuando así se requiera. Aquellos apartados que se respondan sin el adecuado razonamiento no podrán ser puntuados con más del 30 % de la puntuación total de dicho apartado (en caso de ser correcta la respuesta) y siempre de acuerdo con los criterios que, en su caso, traslade la Comisión de Materia a los vocales correctores.

3.- Los errores numéricos o de redondeo tendrán una importancia secundaria, salvo en los casos en los que dichos errores lleven aparejados errores conceptuales importantes (grados de disociación mayores de 1, temperaturas absolutas o concentraciones negativas, etc.). En estos casos, el apartado correspondiente debe ser valorado con cero puntos, salvo que se justifique la inconsistencia del resultado.

4.- Cuando sea necesario hacer el ajuste de una reacción química se considerará igualmente válido cualquier método de ajuste, salvo que se indique explícitamente lo contrario.

Criterios de corrección idiomática En todos los ejercicios de la prueba de acceso a la universidad se valorarán específicamente la capacidad expresiva y la corrección idiomática de los estudiantes, y para ello se tendrá en cuenta, además de la adecuación a lo solicitado en el enunciado:

a) La corrección ortográfica (grafías, tildes y puntuación).

b) La coherencia, la cohesión, la corrección gramatical, la corrección léxica y la presentación.

Las penalizaciones por errores en lo anterior se aplicarán atendiendo a los siguientes criterios:

 El corrector marcará los errores en el ejercicio y especificará claramente la deducción efectuada en la nota global en relación con los dos criterios anteriores.

 La máxima deducción global en el ejercicio será un punto, de la forma siguiente:

Los dos primeros errores ortográficos no se penalizarán.

Cuando se repita la misma falta de ortografía se contará como una sola.

A partir de la tercera falta de ortografía se deducirán –0,10 puntos hasta un máximo de un punto.

Por errores en la redacción, en la presentación, falta de coherencia, falta de cohesión, incorrección léxica e incorrección gramatical se podrá deducir un máximo de medio punto.

En aquellos casos en los que la suma de las deducciones anteriores sea superior a un punto, esta será la máxima deducción permitida: un punto.

Criteris de correcció generals

1.- L’examen consta de 5 exercicis. Cada exercici té una puntuació màxima de 2 punts. La puntuació de cada subapartat està indicada en negreta en l’enunciat corresponent.

2.- Es valorarà prioritàriament el plantejament, el desenvolupament i la discussió dels resultats. Totes les respostes han de ser degudament raonades, si així es requereix. Els apartats que es responguen sense un raonament adequat no podran ser puntuats amb més del 30 % de la puntuació total d’aquest apartat (en cas de ser correcta la resposta) i sempre d’acord amb els criteris que, si escau, trasllade la comissió de matèria als vocals correctors.

3.- Els errors numèrics o d’arredoniment tenen una importància secundària, excepte en els casos en què aquests errors comporten errors conceptuals importants (graus de dissociació superior a 1, temperatures absolutes o concentracions negatives, etc.). En aquests casos, l’apartat corresponent ha de ser valorat amb zero punts, llevat que es justifique la inconsistència del resultat.

4.- Quan calga fer l’ajust d’una reacció química es considerarà igualment vàlid qualsevol mètode d’ajust, llevat que s’indique explícitament el contrari.

Criteris de correcció idiomàtica En tots els exercicis de la prova d'accés a la universitat es valorarà específicament la capacitat expressiva i la correcció idiomàtica dels estudiants, i per a això es tindrà en compte, a més de l’adequació al que se sol·licita en l’enunciat:

a) La correcció ortogràfica (grafies, accents i puntuació).

b) La coherència, la cohesió, la correcció gramatical, la correcció lèxica i la presentació.

Les penalitzacions pels errors indicats anteriorment s’aplicaran atenent els criteris següents:

El corrector marcarà els errors en l’exercici i especificarà clarament la deducció efectuada en la nota global en relació amb els dos criteris anteriors.

La màxima deducció global en l’exercici serà un punt, atenent els criteris següents:

- Els dos primers errors ortogràfics no es penalitzaran.

- Quan es repetisca la mateixa falta d’ortografia es comptarà com una sola.

- A partir de la tercera falta d’ortografia es deduiran –0,10 punts fins a un màxim d’un punt.

- Per errors en la redacció, en la presentació, falta de coherència, falta de cohesió, incorrecció lèxica i incorrecció gramatical es podrà deduir un màxim de mig punt.

Cal tindre en compte que en els casos en què la suma de les deduccions anteriors siga superior a un punt, aquesta serà la màxima deducció permesa: un punt.

Criterios específicos de corrección Con el único objetivo de facilitar la labor de los correctores, se adjuntan las soluciones a los ejercicios propuestos, detallando las puntuaciones máximas que los correctores podrán otorgar en cada ejercicio o apartado. El objeto no es ofrecer “soluciones oficiales” sino recopilar brevemente las respuestas correctas. La resolución de los ejercicios que se presenta, no debe ser considerada como la única posible. En muchos casos la respuesta a cada uno de los apartados del examen podrá realizarse de forma igualmente correcta siguiendo una argumentación alternativa.

Ejercicio 1.

[2 puntos]

Para la fabricación de compuestos como el amoníaco, se necesita hidrógeno molecular como reactivo. Hay diferentes formas de obtener este hidrógeno. El proceso de reformado de hidrocarburos produce el denominado hidrogeno marrón, mientras que la electrólisis del agua produce el denominado hidrógeno verde. En una de las etapas del reformado de hidrocarburos, tiene lugar la siguiente reacción:

H2O(g) + CO(g) ⇄ H2(g) + CO2(g)

KC (1000 ºC) = 0,667

En un recipiente de 20 litros, se introducen 10 moles de H2O y 10 moles de CO y se calienta a 1000 ºC, estableciéndose el equilibrio correspondiente. Calcule:

a) La cantidad, en moles, de cada gas en el equilibrio. (1 punto)

b) El valor de Kp y la presión parcial de cada gas en el equilibrio. (1 punto) Planteamiento del ejercicio

a) La cantidad, en moles, de cada gas en el equilibrio. (1 punto) El balance de materia, en moles:

moles iniciales moles equilibrio

H2O(g) + CO(g) ⇄ H2(g) + CO2(g)

10 – x 10 – x

Balance materia: 0,4 puntos

Los moles totales gaseosos son: nt = 20 mol x 2

( )

[H ]·[CO ]

x2

K c = [H 2O]·[CO] = 10−x = 0,667 ⟹ √K c = (10−x) ⟹ 2 = (10−x)2

⟹ √0,667 = 0,817 = (10−𝑥) ; 1,817 x = 8,17; x = 4,5 mol Los moles en equilibrio son:

n(H2O) = n(CO) = 5,5 mol;

n(H2) = n(CO2) = 4,5 mol Moles equilibrio: 0,6 puntos

b) El valor de Kp y la presión parcial de cada gas en el equilibrio. (1 punto) K p = K c (RT)∆n = 0,667 · (RT)0 = 𝟎, 𝟔𝟔𝟕 Las presiones parciales: 𝑝𝑖 = 𝐩(𝐇𝟐 𝐎) = 𝐩(𝐂𝐎) = 𝐩(𝐇𝟐 ) = 𝐩(𝐂𝐎𝟐 ) =

Constante Kp: 0,5 puntos

𝑛𝑖 𝑅𝑇

5,5(mol)·0,082(atm·L·K–1 ·mol–1 )·1273,15(K) 20 L 4,5(mol)·0,082(atm·L·K–1 ·mol–1 )·1273,15(K) 20 L

= 28,71 atm

= 23,49 atm

Presiones parciales: 0,5 puntos

Ejercicio 2. Opción 2.A.

[2 puntos]

La efedrina, C10H15ON, se utiliza como descongestionante en algunos aerosoles nasales. Se trata de una base orgánica débil, con el siguiente equilibrio de basicidad:

C10H15ON(ac) + H2O(l) ⟶ C10H15ONH+(ac) + OH–(ac) Una disolución de efedrina, de concentración inicial 0,035 mol·L–1, tiene un pH de 11,33 a 25 ºC. Calcule:

a) Las concentraciones en el equilibrio de efedrina, de su ácido conjugado y de OH–. (1 punto)

b) El valor de la Kb de la efedrina. (0,5 puntos)

c) Calcule el volumen de una disolución de ácido nítrico, HNO3, de concentración 0,2 mol·L–1, necesario para reaccionar completamente con 20,0 mL de la disolución de efedrina. (0,5 puntos) Planteamiento del ejercicio

a) Las concentraciones en el equilibrio de efedrina, de su ácido conjugado y de OH–. (1 punto) B = C10H15ON; BH+= C10H15ONH+ Planteemos el balance de materia, en función de las concentraciones:

conc. inicial, mol·L–1 conc. equilibrio

B(ac) + H2O(l) ⇄ BH+(ac) + OH– (ac) Cb = 0,035 Cb – x

Balance materia: 0,2 puntos

El pH está vinculado con el pOH: pH + pOH = 14; pOH = 14 – 11,33 = 2,67 La concentración de [OH–] = 10–2,67 = 2,14·10–3 mol·L–1 La concentración del ácido conjugado: [BH+] = [OH–] = x = 2,14·10–3 mol·L–1

Concentración [BH+] = [OH–]: 0,4 puntos

La concentración de efedrina en el equilibrio será: [B] = Cb – x = 0,0328 mol·L–1

Concentración efedrina: 0,4 puntos

b) El valor de la Kb de la efedrina. (0,5 puntos) Es inmediato a partir de los valores de la concentración en equilibrio calculados:

𝑲𝒃 =

[𝐵𝐻 + ][𝑂𝐻 – ] 𝑥2 (𝟐,𝟏𝟒·𝟏𝟎–𝟑 )𝟐

= 𝟏, 𝟒𝟎 · 𝟏𝟎–𝟒 [𝐵] 𝐶𝑏 – x 𝟎,𝟎𝟑𝟐𝟖

0,5 puntos

c) Calcule el volumen de una disolución de ácido nítrico, HNO3, de concentración 0,2 mol·L–1, necesario para reaccionar completamente con 20,0 mL de la disolución de efedrina. (0,5 puntos) La reacción de neutralización es completa y procede con una estequiometría 1:1.

C10H15ON(ac) + HNO3(ac) ⟶ C10H15ONH+(ac) + NO3–(ac) Por tanto, se ha de cumplir que: n(C10H15ON) = n(HNO3) Para la efedrina, la base débil, tenemos: Cb = 0,035 mol·L–1; Vb = 20,0 mL Para el ácido nítrico, el ácido fuerte, tenemos: Ca = 0,2 mol·L–1; Va= incógnita.

Cb·Vb = Ca·Va; ⟹ 0,035 mol·L–1·20,0 mL = 0,2 mol·L–1·Va(mL) ; ⟹ Va(mL) = 3,5 mL HNO3

0,5 puntos

Ejercicio 2. Opción 2.B.

[2 puntos]

El tricloruro de aluminio, AlCl3, es un compuesto químico utilizado en multitud de aplicaciones, desde el craqueo catalítico del petróleo a la conservación de la madera o la producción de desinfectantes. Industrialmente se obtiene haciendo reaccionar aluminio con dicloro, de acuerdo con la ecuación química siguiente, no ajustada:

Al(s) + Cl2(g)  AlCl3(s) En un reactor de 4,5 litros de volumen, mantenido a 75 oC, se depositan 4,23 g de chatarra de aluminio que contiene un 87,3 % de este metal, y el resto son impurezas que no reaccionan con el cloro molecular. A continuación, se insufla una corriente de Cl2 hasta que la presión en el interior del recipiente alcanza 1,82 atm.

a) Ajuste la ecuación química y calcule la cantidad, en gramos, de AlCl3 obtenida. (1,2 puntos)

b) Las cantidades, en gramos, de Al y Cl2 que quedan sin reaccionar, una vez finalizada la reacción. (0,8 puntos) Planteamiento del ejercicio

a) Ajuste la ecuación química y calcule la cantidad, en gramos, de AlCl3 obtenida. (1,2 puntos) Ecuación química ajustada: 𝟐 𝐀𝐥(𝐬) + 𝟑 𝐂𝐥𝟐 (𝐠) ⟶ 𝟐 𝐀𝐥𝐂𝐥𝟑 (𝐬)

Ajuste ecuación química: 0,2 puntos

87,3

mAl = 100 · mchatarra = 0,873 · 4,24 g = 3,693 g Al

Gramos de Al metálico:

(nAl )iniciales =

Moles iniciales de Al metálico:

Moles iniciales de Cl2: (nCl2 )

iniciales

mAl 3,693 g

= 0,1369 moles Al MA(Al) 26,98 g·mol–1

P·V 1,82(atm)·4,5 L

= 0,2869 moles Cl2 RT 0,082(atm·L·K–1 ·mol–1 )·(273,15+75)(K)

Calculamos en número de moles de Cl2 iniciales que serían necesarios para que reaccionase todo el Al inicialmente presente:

(nCl2 )necesarios = · (nAl )iniciales = · 0,1369 mol = 0,2054 moles Cl2

⟹ Cl2 está en exceso. El Al es el reactivo limitante Reactivo limitante: 0,4 puntos Por tanto, los moles de AlCl3 formados son: (nAlCl3 ) = (nAl )iniciales = 0,1369 mol AlCl3 Como: (nCl2 )

necesarios

< (nCl2 )

iniciales

formados

(mAlCl3 )formada = (nAlCl3 )formados · MM(AlCl3 ) = 0,1369 mol · (26,98 + 3 · 35,45) = 𝟏𝟖, 𝟐𝟓 𝐠 𝐀𝐥𝐂𝐥𝟑 Masa de AlCl3: 0,6 puntos

b) Las cantidades, en gramos, de Al y Cl2 que quedan sin reaccionar, una vez finalizada la reacción. (0,8 puntos) En el caso de Cl2: (𝑛𝐶𝑙2 )

𝑠𝑜𝑏𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠

(mCl2 )

sobrante

= (nCl2 )

= (𝑛𝐶𝑙2 )

sobrantes

𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙𝑒𝑠

– (𝑛𝐶𝑙2 )

𝑞𝑢𝑒 ℎ𝑎𝑛 𝑟𝑒𝑎𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜

= 0,2869– 0,2054 = 0,0815 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑙2

· MM(nCl2 ) = 0,0815 mol · (2 · 35,45g · mol–1 ) = 𝟓, 𝟕𝟖 𝐠 𝐂𝐥𝟐 𝐞𝐱𝐜𝐞𝐬𝐨 Masa en exceso de Cl2: 0,5 puntos

El aluminio es el reactivo limitante y, por tanto, no sobra nada. (mAl )sobrante = 𝟎 𝐠 𝐀𝐥 𝐬𝐨𝐛𝐫𝐚𝐧𝐭𝐞 Masa en exceso de Al: 0,3 puntos

Ejercicio 3.

[2 puntos]

Considere las moléculas NF3 y F2CO.

a) Dibuje su estructura electrónica de Lewis y deduzca la geometría de cada molécula. (0,6 puntos)

b) Discuta si estas moléculas son polares o no. (0,4 puntos) Conteste a una de las siguientes cuestiones:

c1) Aplicando la regla del octeto, deduzca la fórmula empírica del compuesto formado por dos átomos cuyos números atómicos son 17 y 20, respectivamente. Discuta el tipo de enlace que mantiene unidos a los átomos y si el compuesto será soluble en agua. (1 punto) c2) Considere los elementos de números atómicos 13 y 35. Escriba su configuración electrónica en el estado fundamental, así como la configuración electrónica correspondiente al ion más estable que cada uno de ellos puede formar. (1 punto) Planteamiento del ejercicio

a) Dibuje su estructura electrónica de Lewis y deduzca la geometría de cada molécula. (0,6 puntos)

b) Discuta si estas moléculas son polares o no. (0,4 puntos) Compuesto

Estructura de Lewis

Geometría

Polaridad

AX3E. Pirámide trigonal NF3

Polar

a) Cada estructura de Lewis 0,15 puntos.

Cada geometría de Lewis 0,15 puntos

AX3. Plana trigonal F2CO

Polar

b) Polaridad: 0,2 puntos cada una

Geometría molecular: En la molécula NF3, el átomo central se rodea de cuatro dominios electrónicos: 3 son enlazantes y uno no enlazante. En terminología VSEPR es una molécula del tipo AX3E. Los cuatro dominios se disponen espacialmente, para minimizar las repulsiones interelectrónicas, en forma pseudotetraédrica. La geometría molecular está determinada por las posiciones relativas del átomo central y los 3 periféricos. Por tanto, es una geometría tipo pirámide trigonal.

En la molécula F2CO, el átomo de C se rodea de tres dominios electrónicos: un dominio corresponde al doble enlace y los otros dos son sendos pares electrónicos de enlace. Molécula del tipo AX3. Los tres dominios se disponen hacia los vértices de un triángulo isósceles. La geometría de la molécula es trigonal plana.

Polaridad: La molécula NF3 es polar ya que los tres momentos dipolares asociados a los tres enlaces N–F, están orientados hacia los vértices de un pseudotetraedro, por lo que la suma no es cero.

La molécula F2CO también es polar. En este caso los momentos dipolares asociados a los enlaces C–O y C–F, son de diferente magnitud. La suma de estos tres vectores no tiene por qué anularse.

c1) Aplicando la regla del octeto, deduzca la fórmula empírica del compuesto formado por dos átomos cuyos números …