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:

JUNY 2025

JUNIO 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) L’hidrogen verd, obtingut a partir de fonts d’energia sostenibles, s’està convertint en l’aposta més avançada de la indústria energètica com a combustible del futur. Una de les propostes per a facilitar el seu emmagatzematge, transport i posterior utilització és la seua transformació en amoníac. L’amoníac s’obté segons l’equilibri:

N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)

a) En un reactor de 10 litres de volum, es depositen inicialment 0,25 mols de N2 i 0,75 mols de H2. En arribar a l’equilibri, a 450 °C, el 21,1 % dels mols de N2 inicialment presents en el reactor s’han transformat en NH3.

Calcule els valors de Kp i Kc a aquesta temperatura. (1 punt)

b) Si l’experiment es repeteix en les mateixes condicions de l’apartat a), però a la temperatura de 550 ºC, el 17,5 % dels mols de N2 inicialment presents en el reactor es transformen en NH3. Deduïsca si la reacció és exotèrmica o endotèrmica. (0,5 punts)

c) Calcule la quantitat d’energia, en forma de calor, que s’absorbeix o s’allibera quan s’obtenen 20,0 g de NH3. (0,5 punts) Dades: variació d’entalpia de formació estàndard, ∆Hºf (kJ·mol–1): NH3(g): –46,1.

______________________________________________________________________________________________ Exercici 2. Conteste a una de les opcions següents:

Opció 2.A. (2 punts) L’àcid sulfúric, H2SO4, diluït reacciona amb el coure, segons la següent reacció química, no ajustada:

H2SO4(aq) + Cu(s)  CuSO4(aq) + SO2(g) + H2O(l)

a) Escriga les semireaccions d’oxidació i de reducció, així com l’equació química global ajustada tant en la seua forma iònica com molecular. (1 punt)

b) Calcule el volum d’una dissolució d’àcid sulfúric del 96 % de riquesa en massa i una densitat d’1,84 g·mL–1, necessari perquè reaccione completament amb 5,0 g de coure. (0,5 punts)

c) Calcule el volum de SO2, mesurat a 20 °C i 740 mmHg, que s’obtindria en l’apartat anterior. (0,5 punts) Opció 2.B. (2 punts) En l’etiqueta d’una botella d’amoníac que s’usa per a la neteja domèstica s’indica que té un 8 % en massa de NH3 i que la seua densitat és 0,97 kg·L–1. Calcule:

a) La concentració, en mol·L–1, de la dissolució de NH3 de la botella. (0,6 punts)

b) El pH de la dissolució de NH3 de la botella. (1 punt)

c) El grau d’ionització de l’amoníac. (0,4 punts) Dada: Kb(NH3): 1,78·10–5.

Exercici 3. (2 punts)

El clor es presenta en la naturalesa en forma de dos isòtops, 35 17Cl i 17Cl, amb unes abundàncies relatives del 75,8 % i 24,2 %, respectivament.

a) Deduïsca el nombre de protons, neutrons i electrons que conté un àtom de cada isòtop. (0,5 punts)

b) Calcule el nombre d’àtoms de cada isòtop presents en una mostra de 10 litres de Cl2(g), 25 ºC i 1 atm. (0,5 punts)

Conteste a una de les qüestions següents:

c1) Aplicant la regla de l’octet, deduïsca la fórmula empírica del compost format pels elements Cl i O. Raone si es tracta d’una espècie química soluble en aigua. (1 punt) c2) Considere les molècules SiCl4 i SCl2. Escriga la seua estructura electrònica de Lewis, deduïsca la seua geometria molecular i discutisca la seua polaritat. (1 punts) ______________________________________________________________________________________________ Exercici 4. (2 punts) Una pila galvànica està formada per un elèctrode de níquel submergit en una dissolució aquosa 1 M de NiSO 4, connectat amb un elèctrode de zinc submergit en una dissolució aquosa 1 M de ZnSO 4. Totes dues dissolucions estan, a més, connectades mitjançant un pont salí.

a) Escriga les semireaccions d’oxidació i de reducció, ajuste l’equació química global i calcule la diferència de potencial que s’estableix entre els elèctrodes al començament de la reacció. (1 punt) Conteste a una de les qüestions següents:

b1) S’ha observat que, a mesura que avança la reacció, un dels elèctrodes es dissol mentre que l’altre augmenta la seua massa. Justifique aquesta observació, indicant quin és l’elèctrode que augmenta la seua massa. (1 punt) b2) Justifique que la reacció global de la pila és, en condicions estàndard, un procés químic espontani. Explique quin és el paper del pont salí en el funcionament de la pila galvànica. (1 punt) Dades: potencial estàndard de reducció, Eº(V): (Ni2+|Ni): – 0,25; (Zn2+|Zn): – 0,76.

______________________________________________________________________________________________

Exercici 5. (2 punts)

a) Complete les següents reaccions químiques, anomene els compostos orgànics que hi ha involucrats i indique el tipus de reacció de què es tracta en cada cas: (0,5 punts cada apartat) a.1) CH3-CHBr-CH3 + OH–  KMnO , calor a.2) CH3-CH2-CH(OH)-CH2-CH3 

A+B

Conteste a una de les qüestions següents:

b1) Escriga la fórmula estructural de dos isòmers de la molècula CH3-CH2-CH(OH)-CH2-CH3 i anomene’ls. (1 punt) b2) La cinètica de la reacció entre el CH3-CHBr-CH3 i el OH– és d’ordre 1 respecte de cada un dels dos reactius.

i) Escriga la llei de velocitat i deduïsca en quin factor augmentarà la velocitat de la reacció en triplicar les concentracions dels dos reactius. (0,6 punts) ii) Deduïsca quines són les unitats de la constant de velocitat, si el temps es mesura en minuts. (0,4 punts)

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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) El hidrógeno verde, obtenido a partir de fuentes de energía sostenibles, se está convirtiendo en la apuesta más avanzada de la industria energética como combustible del futuro. Una de las propuestas para facilitar su almacenamiento, transporte y posterior utilización es su transformación en amoníaco. El amoníaco se obtiene según el equilibrio:

N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)

a) En un reactor de 10 litros de volumen, se depositan inicialmente 0,25 moles de N2 y 0,75 moles de H2. Al alcanzarse el equilibrio, a 450 ºC, el 21,1 % de los moles de N2 inicialmente presentes en el reactor se han transformado en NH3. Calcule los valores de Kp y Kc a esta temperatura. (1 punto)

b) Si el experimento se repite en las mismas condiciones del apartado a), pero a la temperatura de 550 oC, el 17,5 % de los moles de N2 inicialmente presentes en el reactor se transforman en NH3. Deduzca si la reacción es exotérmica o endotérmica. (0,5 puntos)

c) Calcule la cantidad de energía, en forma de calor, que se absorbe o se libera cuando se obtienen 20,0 g de NH3.

(0,5 puntos) Datos: variación de entalpía de formación estándar, ∆Hºf (kJ·mol–1): NH3(g): –46,1.

______________________________________________________________________________________________

Ejercicio 2. Conteste a una de las siguientes opciones:

Opción 2.A. (2 puntos) El ácido sulfúrico, H2SO4, diluido reacciona con el cobre, según la siguiente reacción química, no ajustada:

H2SO4(ac) + Cu(s)  CuSO4(ac) + SO2(g) + H2O(l)

a) Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción, así como la ecuación química global ajustada tanto en su forma iónica como molecular. (1 punto)

b) Calcule el volumen de una disolución de ácido sulfúrico del 96 % de riqueza en masa y una densidad de 1,84 g·mL–1, necesario para que reaccione completamente con 5,0 g de cobre. (0,5 puntos)

c) Calcule el volumen de SO2, medido a 20 ºC y 740 mmHg, que se obtendría en el apartado anterior. (0,5 puntos)

Opción 2.B. (2 puntos) En la etiqueta de una botella de amoníaco que se usa para la limpieza doméstica se indica que tiene un 8 % en masa de NH3 y que su densidad es 0,97 kg·L–1. Calcule:

a) La concentración, en mol·L–1, de la disolución de NH3 de la botella. (0,6 puntos)

b) El pH de la disolución de NH3 de la botella. (1 punto)

c) El grado de ionización del amoníaco. (0,4 puntos) Dato: Kb(NH3): 1,78·10–5.

Ejercicio 3. (2 puntos)

El cloro se presenta en la naturaleza en forma de dos isótopos, 35 17Cl y 17Cl, con unas abundancias relativas del 75,8 % y 24,2 %, respectivamente.

a) Deduzca el número de protones, neutrones y electrones que contiene un átomo de cada isótopo. (0,5 puntos)

b) Calcule el número de átomos de cada isótopo presentes en una muestra de 10 litros de Cl2(g), a 25 oC y 1 atm.

(0,5 puntos)

Conteste a una de las siguientes cuestiones:

c1) Aplicando la regla del octeto, deduzca la fórmula empírica del compuesto formado por los elementos Cl y O.

Razone si se trata de una especie química soluble en agua. (1 punto) c2) Considere las moléculas SiCl4 y SCl2. Escriba su estructura electrónica de Lewis, deduzca su geometría molecular y discuta su polaridad. (1 puntos) ______________________________________________________________________________________________

Ejercicio 4. (2 puntos) Una pila galvánica está formada por un electrodo de níquel sumergido en una disolución acuosa 1 M de NiSO 4, conectado con un electrodo de cinc sumergido en una disolución acuosa 1 M de ZnSO 4. Ambas disoluciones están, además, conectadas mediante un puente salino.

a) Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción, ajuste la ecuación química global y calcule la diferencia de potencial que se establece entre los electrodos al comienzo de la reacción. (1 punto) Conteste a una de las siguientes cuestiones:

b1) Se ha observado que, a medida que avanza la reacción, uno de los electrodos se disuelve mientras que el otro aumenta su masa. Justifique esta observación, indicando cuál es el electrodo que aumenta su masa. (1 punto) b2) Justifique que la reacción global de la pila es, en condiciones estándar, un proceso químico espontáneo.

Explique cuál es el papel del puente salino en el funcionamiento de la pila galvánica. (1 punto) Datos: potencial estándar de reducción, Eº(V): (Ni2+|Ni): – 0,25; (Zn2+|Zn): – 0,76.

______________________________________________________________________________________________

Ejercicio 5. (2 puntos)

a) Complete las siguientes reacciones químicas, nombre los compuestos orgánicos que hay involucrados e indique el tipo de reacción de que se trata en cada caso: (0,5 puntos cada apartado) a.1) CH3-CHBr-CH3 + OH–  KMnO , calor a.2) CH3-CH2-CH(OH)-CH2-CH3 

A+B

Conteste a una de las siguientes cuestiones:

b1) Escriba la fórmula estructural de dos isómeros de la molécula CH3-CH2-CH(OH)-CH2-CH3 y nómbrelos. (1 punto) b2) La cinética de la reacción entre el CH3-CHBr-CH3 y el OH– es de orden 1 respecto de cada uno de los dos reactivos.

i) Escriba la ley de velocidad y deduzca en qué factor aumentará la velocidad de la reacción al triplicar las concentraciones de los dos reactivos. (0,6 puntos) ii) Deduzca cuáles son las unidades de la constante de velocidad, si el tiempo se mide en minutos. (0,4 puntos)

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ASSIGNATURA: Química

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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CONVOCATÒRIA: JUNY 2025

CONVOCATORIA: JUNIO 2025 ASIGNATURA: Química

ASSIGNATURA: Química

CRITERIS DE CORRECCIÓ / CRITERIOS DE CORRECCIÓN 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]

El hidrógeno verde, obtenido a partir de fuentes de energía sostenibles, se está convirtiendo en la apuesta más avanzada de la industria energética como combustible del futuro. Una de las propuestas para facilitar su almacenamiento, transporte y posterior utilización es su transformación en amoníaco. El amoníaco se obtiene según el equilibrio:

N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)

a) En un reactor de 10 litros de volumen, se depositan inicialmente 0,25 moles de N2 y 0,75 moles de H2. Al alcanzarse el equilibrio, a 450 ºC, el 21,1 % de los moles de N2 inicialmente presentes en el reactor se han transformado en NH3.

Calcule los valores de Kp y Kc a esta temperatura. (1 punto)

b) Si el experimento se repite en las mismas condiciones del apartado a), pero a la temperatura de 550 oC, el 17,5 % de los moles de N2 inicialmente presentes en el reactor se transforman en NH3. Deduzca si la reacción es exotérmica o endotérmica. (0,5 puntos)

c) Calcule la cantidad de energía, en forma de calor, que se absorbe o se libera cuando se obtienen 20,0 g de NH 3. (0,5 puntos) Datos: variación de entalpía de formación estándar, ∆Hºf (kJ·mol–1): NH3(g): –46,1.

Planteamiento del ejercicio

a) En un reactor de 10 litros de volumen, se depositan inicialmente 0,25 moles de N2 y 0,75 moles de H2. Al alcanzarse el equilibrio, a 450 ºC, el 21,1 % de los moles de N2 inicialmente presentes en el reactor se han transformado en NH3.

Calcule los valores de Kp y Kc a esta temperatura. (1 punto) Concentraciones iniciales de N2 y H2:

0,25 mol 0,75 mol [N2 ]inicial = = 0,025 mol · L–1 ; [H2 ]inicial = = 0,075 mol · L–1 10 L

10 L

Planteando el equilibrio en términos de concentraciones:

N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g) conc. inicial (mol·L–1) 0,025 0,075

–1 conc. transformada (mol·L ) –0,025  –3·0,025  2·0,025  conc. equilibrio (mol·L–1) 0,025 (1–) 0,075 –3·0,025  2·0,025  21,1

donde el porcentaje de transformación 𝛼 = 100 = 0,211 Las concentraciones en el equilibrio de las especies son:

[N2]equilibrio 0,025 (1–) = 1,97·10–2 mol·L–1 [H2]equilibrio 0,075 – 3·0,025  = 5,92·10–2 mol·L–1 [NH3] equilibrio 2·0,025  = 1,06·10–2 mol·L–1 [NH3 ]2 𝑲𝐜 = [N ] [H 3 =

2]

(1,06·10–2 )

= 𝟐𝟕, 𝟒𝟗

Obtención de Kc: 0,80 puntos

(1,97·10–2 ) (5,92·10–2 )

–2

Finalmente, Kp: 𝐊 𝐩 = K c ⋅ (R ⋅ T)∆ngas = 27,49 ⋅ (0,082 (atm · L · mol–1 · K –1 ) · (273,15 + 450)K)

= 𝟕, 𝟖𝟏 ⋅ 𝟏𝟎−𝟑

Obtención de Kp: 0,80 puntos

b) Si el experimento se repite en las mismas condiciones del apartado a), pero a la temperatura de 550 oC, el 17,5 % de los moles de N2 inicialmente presentes en el reactor se transforman en NH3. Deduzca si la reacción es exotérmica o endotérmica. (0,5 puntos) Si el porcentaje de transformación disminuye, las concentraciones en el equilibrio de N2 y de H2 aumentan, mientras que la de NH3, disminuye. Por tanto, el equilibrio se desplaza hacia la formación de reactivos (hacia la izquierda) al aumentar la temperatura.

Desplazamiento del equilibrio: 0,2 puntos Por tanto, de acuerdo con el principio de Le Chatelier, la reacción directa (de formación de NH3) es exotérmica, de forma que la constante de equilibrio disminuye al aumentar la temperatura:

T

 2 NH3  g  N2  g  + 3 H2  g  

H 0   2 NH3  g  N2  g  + 3 H2  g  

H 0 Exotérmica: 0,3 puntos

c) Calcule la cantidad de energía, en forma de calor, que se absorbe o se libera cuando se obtienen 20,0 g de NH3. (0,5 puntos) MM (NH3) = 17,04 g·mol–1 1 𝑚𝑜𝑙 NH3

– 46,1 𝑘𝐽 20 g(NH3 ) ( )( ) = – 54,11 𝑘𝐽 17,04 𝑔 1 𝑚𝑜𝑙 NH3 La reacción es exotérmica. Se liberan 54,11 kJ

0,5 puntos

Ejercicio 2. Opción 2.A.

[2 puntos]

El ácido sulfúrico, H2SO4, diluido reacciona con el cobre, según la siguiente reacción química, no ajustada:

H2SO4(ac) + Cu(s)  CuSO4(ac) + SO2(g) + H2O(l)

a) Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción, así como la ecuación química global ajustada tanto en su forma iónica como molecular. (1 punto)

b) Calcule el volumen de una disolución de ácido sulfúrico del 96 % de riqueza en masa y una densidad de 1,84 g·mL–1, necesario para que reaccione completamente con 5,0 g de cobre. (0,5 puntos)

c) Calcule el volumen de SO2, medido a 20 ºC y 740 mmHg, que se obtendría en el apartado anterior. (0,5 puntos) Planteamiento del ejercicio

a) Escriba las semirreacciones de oxidación y de reducción, así como la ecuación química global ajustada tanto en su forma iónica como molecular. (1 punto) Cu(s)  Cu2+(ac) + 2 e–

semirreac. oxidación

SO42–(ac) + 4 H+(ac) + 2 e–(ac)  SO2(g) + 2 H2O(l)

semirreac. reducción Semirreacciones: 0,50 puntos

SO42–(ac) + Cu(s) + 4 H+(ac)  Cu2+(ac) + SO2(g) + 2 H2O(l)

r. iónica

2 H2SO4(ac) + Cu(s)  CuSO4(ac) + SO2(g) + 2 H2O(l)

r. molecular

Ajuste iónico: 0,30 puntos Ajuste molecular: 0,20 puntos

b) Calcule el volumen de una disolución de ácido sulfúrico del 96 % de riqueza en masa y una densidad de 1,84 g·mL–1, necesario para que reaccione completamente con 5,0 g de cobre. (0,5 puntos) Moles de Cu iniciales:

1 mol

5g Cu · 63,55 g = 0,0787 mol Cu

Hacen falta el doble de moles de H2SO4 : mol de H2SO4 = 2·0,0787 mol = 0,1574 mol H2SO4 98,08 g H2 SO4 100 g dis V(mL) 0,1574 mol H2 SO4 ( )( )( ) ⟹ 𝐕(𝐦𝐋) = 𝟖, 𝟕𝟒 𝐦𝐋 𝐇𝟐 𝐒𝐎𝟒 – 𝟗𝟔 % 1 mol H2 SO4 96 g H2 SO4 1,84 g dis 0,5 puntos

c) Calcule el volumen de SO2, medido a 20 ºC y 740 mmHg, que se obtendría en el apartado anterior. (0,5 puntos) n(SO2) = n(Cu) = 0,0787 mol SO2 𝐕(𝐒𝐎𝟐 ) =

n(SO2 )RT 0,0787 mol · 0,082 (atm · L · mol–1 K –1 ) · 293,15 K

= 𝟏, 𝟗𝟒 𝐋 𝐒𝐎𝟐

atm

0,5 puntos

Ejercicio 2. Opción 2.B.

[2 puntos]

En la etiqueta de una botella de amoníaco que se usa para la limpieza doméstica se indica que tiene un 8 % en masa de NH3 y que su densidad es 0,97 kg·L–1. Calcule:

a) La concentración, en mol·L–1, de la disolución de NH3 de la botella. (0,6 puntos)

b) El pH de la disolución de NH3 de la botella. (1 punto)

c) El grado de ionización del amoníaco. (0,4 puntos) Dato: Kb(NH3): 1,78·10–5.

Planteamiento del ejercicio

a) La concentración, en mol·L–1, de la disolución de NH3 de la botella. (0,6 puntos) 0,97 g

8 g puro

1 mol NH

Moles en 1 L de disolución: n(NH3 ) = 1000 mL 1 mL (100 g imp) (17,04 g NH3 ) = 4,55 mol NH3

Cálculo de la concentración molar: 𝐂(𝐍𝐇𝟑 ) =

n(NH3 ) 4,55 mol = 1 L = 𝟒, 𝟓𝟓 𝐦𝐨𝐥 · 𝐋–𝟏 V(L)

Concentración: 0,6 puntos

b) El pH de la disolución de NH3 de la botella. (1 punto) Podemos escribir el balance de materia, en concentraciones:

NH3(ac) + H2O(l) ⇄ –1 conc. inicial (mol·L ) C = 4,55 conc. equilibrio (mol·L–1) C–x Expresión de la constante de equilibrio: K b = 1,78 · 10–5 =

NH4+(ac) + OH–(ac)

[NH+ x2 4 ]·[OH ] = 4,55−x ;

[NH3 ]

Ecuación cuya solución válida es: x = [OH–] = 0,008 mol·L–1

x2 + 1,78·10–5 – 8,10·10–5 = 0 Cálculo [OH–]: 0,8 punt0s

El valor del pOH: pOH = –log [OH–] = 2,10 Y el pH calculado será: pH = 14 – pOH = 11,90

Cálculo pH: 0,2 puntos

c) El grado de ionización del amoníaco. (0,4 puntos)

0,008 mol·L–1

3 𝑜

4,55 mol·L–1

Grado de disociación: 𝜶 = [𝑁𝐻 ] · 100 =

· 100 = 𝟎, 𝟏𝟖 %

0,4 puntos

Ejercicio 3.

[2 puntos]

El cloro se presenta en la naturaleza en forma de dos isótopos, 35 17Cl y 17Cl, con unas abundancias relativas del 75,8 % y 24,2 %, respectivamente.

a) Deduzca el número de protones, neutrones y electrones que contiene un átomo de cada isótopo. (0,5 puntos)

b) Calcule el número de átomos de cada isótopo presentes en una muestra de 10 litros de Cl2(g), a 25 oC y 1 atm.

(0,5 puntos)

Conteste a una de las siguientes cuestiones:

c1) Aplicando la regla del octeto, deduzca la fórmula empírica del compuesto formado por los elementos Cl y O.

Razone si se trata de una especie química soluble en agua. (1 punto) c2) Considere las moléculas SiCl4 y SCl2. Escriba su estructura electrónica de Lewis, deduzca su geometría molecular y discuta su polaridad. (1 puntos) Planteamiento del ejercicio

a) Deduzca el número de protones, neutrones y electrones que contiene un átomo de cada isótopo. (0,5 puntos) Todos los átomos de Cl (ambos isótopos) tienen igual número de protones y electrones (Z = 17).

El número de neutrones en el núcleo de cada isotopo será la diferencia entre el número másico, A, y el número atómico, Z: 𝐴𝑍𝑋 ⟹ 𝐴– 𝑍 núm. de neutrones de 35 17Cl = 35– 17 = 18 núm. de neutrones = A– Z ⟹ { núm. de neutrones de 37 17Cl = 37– 17 = 20

Cl

Cl

protones electrones neutrones Protones y electrones: 0,2 puntos

Neutrones: 0,3 puntos

b) Calcule el número de átomos de cada isótopo presentes en una muestra de 10 litros de Cl 2(g), a 25 oC y 1 atm.

(0,5 puntos) El número de moles que contiene la muestra de Cl2, asumiendo comportamiento ideal:

𝐧(𝐂𝐥𝟐 ) =

PV 1 atm · 10 L

= 𝟎, 𝟒𝟎𝟗 𝐦𝐨𝐥 𝐂𝐥𝟐 RT 0,082 (atm · L · mol–1 · K –1 ) · 298,15 K Cálculo de los moles de Cl2: 0,2 puntos

El número de átomos de Cl que contiene la muestra será:

N(Cl) = 2n(Cl2 ) · NA = 2 · 0,409 mol · NA = 0,818 NA = 4,92 · 1023 átomos Cl El número de átomos de cada isótopo será:

75,8 75,8 nº atomos de 35 N(Cl) = 0,818 · NA = 0,620 · NA = 𝟑, 𝟕𝟑 · 𝟏𝟎𝟐𝟑 á𝐭𝐨𝐦𝐨𝐬 𝟑𝟓 17Cl = 𝟏𝟕𝐂𝐥

nº atomos de 37 17Cl =

24,2 24,2 N(Cl) = …