PAU XUÑO 2016 QUÍMICA OPCIÓN A

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1 PAU Código: 7 XUÑO 016 QUÍMICA Calificación: El alumno elegirá UNA de las dos opciones. Cada pregunta se calificará con puntos. Todas las cuestiones teóricas deberán ser razonadas. OPCIÓN A Justifique, con ayuda de las semirreacciones, si el O₂(g) oxidará al Cl (aq) a Cl₂(g) en medio ácido, con formación de agua. 1.. Escriba las fórmulas semidesarrolladas de los siguientes compuestos: butanona trietilamina ácido pentanoico 1-butino metanoato de propilo. Indique razonadamente si las siguientes afirmaciones son correctas:.1. El radio atómico de los elementos de un grupo disminuye al aumentar el número atómico... El elemento más electronegativo es el flúor Teniendo en cuenta la ley de Hess, calcule la entalpía en condiciones estándar de la siguiente reacción, indicando si la reacción es exotérmica o endotérmica: C₂H₄(g) + H₂O(I) C₂H₅OH(I) 3.. Calcule la cantidad de energía, en forma de calor, que es absorbida o cedida en la obtención de 75 g de etanol según la reacción anterior, a partir de las cantidades adecuadas de eteno y agua. 4. En un matraz de un litro de capacidad se introducen 0,387 moles de nitrógeno y 0,64 moles de hidrógeno, se calienta a 800 K y se establece el equilibrio: N₂(g) + 3 H₂(g) NH₃(g) encontrándose que se han formado 0,061 moles de amoniaco. Calcule: 4.1. La composición de la mezcla gaseosa en equilibrio. 4.. K y K a la citada temperatura. 5. En una botella de ácido clorhídrico concentrado figuran los siguientes datos: 36% en masa de HCl y densidad 1,18 g/ml. Calcule: 5.1. La molaridad y el volumen de este ácido concentrado que se necesita para preparar un litro de la disolución M. 5.. Detalle el procedimiento así como el material que emplearía para preparar dicha disolución. OPCIÓN B 1. Indique si las siguientes propuestas son verdaderas o falsas y justifique sus respuestas: 1.1. Los halógenos tienen las primeras energías de ionización y afinidades electrónicas altas. 1.. El H₂O tiene menor punto de ebullición que el H₂S...1. Formule o nombre, según corresponda, los siguientes compuestos: CH₃-O-CH₃ ácido -cloropropanoico cloruro de estaño (IV) propanona Cu(BrO₃)₂.. Utilizando la teoría de Brönsted y Lowry, justifique el carácter ácido, básico o neutro de las disoluciones acuosas de las siguientes especies: CO₃² ; HCl y NH₄+, identificando los pares conjugados ácido-base. 3. Se dispone de una disolución que contiene una concentración de Cd²+ de 1,1 mg/l. Se quiere eliminar parte del Cd²+ precipitándolo con un hidróxido, en forma de Cd(OH)₂. Calcule: 3.1. El ph necesario para iniciar la precipitación. 3.. La concentración de Cd²+, en mg/l, cuando el ph es igual a El K₂Cr₂O₇ oxida al yoduro de sodio en medio ácido sulfúrico formándose, entre otros, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de cromo (III) y I₂ Ajuste las reacciones iónica y molecular por el método del ión-electrón. 4.. Si tenemos 10 ml de disolución de yoduro de sodio y se necesitan para su oxidación 100 ml de disolución de dicromato de potasio 0, M, cuál es la molaridad de la disolución de yoduro de sodio? 5. Se mezclan 50 ml de disolución 0,1 M de KI y 0 ml de disolución 0,1 M de Pb(NO₃)₂ obteniéndose 0,51 g de un precipitado de PbI₂ Escriba la reacción que tiene lugar e indique el porcentaje del rendimiento de la reacción. 5.. Indique el material y describa el procedimiento a seguir en el laboratorio para la obtención y separación del precipitado. Datos: E (O₂/H₂O) = +1,3 V; E (Cl₂/Cl ) = +1,36 V; R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ H (combustión)c₂h₄ g) = kj mol ¹; H (combustión)c₂h₅oh(l) = -764 kj mol ¹; K(Cd(OH)₂) = 1, 10 ¹⁴

2 Soluciones OPCIÓN A 1.- a) Justifica, con ayuda de las semirreacciones, si el O₂(g) oxidará al Cl (aq) a Cl₂(g) en medio ácido, con formación de agua. Datos: E (O₂/H₂O) = +1,3 V; E (Cl₂/Cl ) = +1,36 V b) Escribe las fórmulas semidesarrolladas de los siguientes compuestos: butanona trietilamina ácido pentanoico 1-butino metanoato de propilo Solución: a) La condición para que una reacción química sea espontánea es que la energía libre ΔG de Gibbs sea negativa. La relación matemática entre la energía libre ΔG de Gibbs y el potencial electroquímico E, es ΔG = -n F E en la que n es el número de electrones intercambiados por cada mol de especie reducida u oxidada, F es 1 Faraday que corresponde a la carga de un mol de electrones y E es el potencial electroquímico del proceso. Como ΔG y E son de signos opuestos, la condición para que una reacción sea espontánea es que E > 0 Suponiendo que la reacción que tiene lugar es (sin ajustar) O₂(g) + Cl (aq) + H+(aq) Cl₂(g) + H₂O(l) y escribimos la semirreacciones: Reducción: O₂ + 4 H+ + 4 e H₂O E = 1,3 V Oxidación: 4 Cl Cl₂ + 4 e E = -1,36 V O₂ + 4 H+ + 4 Cl Cl₂ + H₂O E = -0,13 V El potencial de la reacción global sale negativo, por lo tanto, el proceso no será espontáneo y no se producirá ninguna reacción entre el oxígeno y el ion cloruro. Rta: b) Butanona: O CH 3 CH C CH CH 3 CH 3 Trietilamina: CH 3 CH N CH CH 3 O Ácido pentanoico: CH 3 CH CH CH C OH O Metanoato de propilo: H C O CH CH CH 3 1-butino: CH₃-CH₂-C CH.- Indica razonadamente si las siguientes afirmaciones son correctas: a) El radio atómico de los elementos de un grupo disminuye al aumentar el número atómico. b) El elemento más electronegativo es el flúor. Solución: a) Incorrecta. El radio atómico de un elemento se defne como la mitad de la distancia internuclear en la molécula diatómica (si forma moléculas diatómicas) o de la distancia entre dos átomos en la estructura cristalina. El radio atómico aumenta en un grupo al aumentar el número atómico (hacia abajo). Cada elemento tiene un nivel de energía más que el elemento situado encima de él con los electrones cada vez más alejados del núcleo. b) Correcta. La electronegatividad mide la tendencia de un átomo a tirar hacia sí del par de electrones de enlace. Está relacionada con la energía de ionización, que mide la difcultad de arrancar un electrón de un átomo, y la afnidad electrónica, que mide la tendencia a coger electrones. Aunque los gases nobles tienen las mayores

3 energías de ionización, no tienen tendencia a coger electrones. Los halógenos son los elementos con mayor tendencia a coger electrones. El fúor, debido a su pequeño tamaño, tiene la mayor tendencia a coger electrones y tiene una energía de ionización más alta que la del resto de los halógenos. Es el elemento más electronegativo. 3. a) Teniendo en cuenta la ley de Hess, calcula la entalpía en condiciones estándar de la siguiente reacción, indicando si la reacción es exotérmica o endotérmica: C₂H₄(g) + H₂O(l) C₂H₅OH(l) b) Calcula la cantidad de energía, en forma de calor, que es absorbida o cedida en la obtención de 75 g de etanol según la reacción anterior, a partir de las cantidades adecuadas de eteno y agua. Datos: H (combustión)c₂h₄(g) = kj mol ¹; H (combustión)c₂h₅oh(l) = -764 kj mol ¹ Rta.: a) H = -647 kj/mol; b) Q = 1,05 10³ kj Datos Cifras signifcativas: 3 C₂H₄(g) + 3 O₂(g) CO₂(g) + H₂O(l) C₂H₅OH(l) + 3 O₂(g) CO₂(g) + 3 H₂O(l) Masa de etanol Masa molar: C₂H₅OH Incógnitas Entalpía de la reacción: C₂H₄(g) + H₂O(I) C₂H₅OH(I) Energía en la obtención de 75 g de etanol Otros símbolos Cantidad de sustancia (número de moles) Ecuaciones Ley de Hess Solución: H₁ (C₂H₄) = kj/mol H₂ (C₂H₅OH) = -764 kj/mol m = 75,0 g C₂H₅OH M(C₂H₅OH) = 46,1 g/mol H Q n H = H (prod.) H (react.) a) Como la entalpía es una función de estado, es independiente del camino. La ecuación de la reacción se puede obtener por combinación lineal de las ecuaciones de combustión C₂H₄(g) + 3 O₂(g) CO₂(g) + H₂O(l) H₁ = kj/mol C₂H₅OH(l) + 3 O₂(g) CO₂(g) + 3 H₂O(l) H₂ = kj/mol Dejando la primera ecuación como está y multiplicando la segunda por -1 y sumando queda: C₂H₄(g) + 3 O₂(g) = CO₂(g) + H₂O(l) H₁ = kj/mol CO₂(g) + 3 H₂O(l) = C₂H₅OH(l) + 3 O₂(g) - H₂ = +764 kj/mol C₂H₄(g) + H₂O(l) = C₂H₅OH(l) H = -647 kj/mol La reacción es exotérmica, desprende energía. b) Al obtener 75 g de C₂H₅OH se desprenden Q=75,0 g C H 5 OH 1 mol C H 5 OH 46,1 g C H 5 OH 647 kj 1 mol C 6 H 6 =1, kj=1,05 MJ 4.- En un matraz de un litro de capacidad se introducen 0,387 moles de nitrógeno y 0,64 moles de hidrógeno, se calienta a 800 K y se establece el equilibrio: N₂(g) + 3 H₂(g) NH₃(g) encontrándose que se han formado 0,061 moles de amoniaco. Calcula: a) La composición de la mezcla gaseosa en equilibrio. b) K y K a la citada temperatura. Dato: R = 0,08 atm dm³ K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ Rta.: a) n(n₂) = 0,356 mol; n(h₂) = 0,550 mol; b) K = 0,063; K = 1,45 10 ⁵

4 Datos Cifras signifcativas: 3 Gas: Volumen V = 1,00 dm³ Temperatura Cantidad inicial de N₂ Cantidad inicial de H₂ Cantidad de NH₃ en el equilibrio Constante de los gases ideales Incógnitas Composición de la mezcla gaseosa en equilibrio. Constante de equilibrio K Constante de equilibrio K Otros símbolos Cantidad de la sustancia X que ha reaccionado Ecuaciones Ecuación de estado de los gases ideales Concentración de la sustancia X Constantes del equilibrio: a A + b B c C + d D Solución: La ecuación química es: N₂(g) + 3 H₂(g) NH₃(g) T = 800 K n₀(n₂) = 0,387 mol N₂ n₀(h₂) = 0,64 mol H₂ nₑ(nh₃) = 0,0610 mol NH₃ R = 0,08 atm dm³ K ¹ mol ¹ nₑ(n₂), nₑ(h₂) K K n(x) De la estequiometría de la reacción, los moles de I₂ e H₂ que han reaccionado son: p V = n R T p= n R T V [X] =n(x) / V K c = [C] c [ d e D] e [ A] ea [ B] K b p= p c e(c) p d e (D) e p a e (A) p b e (B) n(n₂) = 0,0610 [mol NH₃] 1 [mol N₂] / [mol NH₃] = 0,03035 mol N₂ que han reaccionado n(h₂) = 0,0610 [mol NH₃] 3 [mol H₂] / [mol NH₃] = 0,09135 mol H₂ que han reaccionado. En el equilibrio quedaron: b) nₑ(n₂) = n₀(n₂) n(n₂) = 0,387 0,031 = 0,356 mol N₂ que quedaron en el equilibrio nₑ(h₂) = n₀(h₂) n(h₂) = 0,64 0,09 = 0,550 mol H₂ que quedaron en el equilibrio N₂ 3 H₂ NH₃ Cantidad inicial n₀ 0,387 0,64 0 mol Cantidad que reacciona o se forma n 0,031 0,09 0,0610 mol Cantidad en el equilibrio nₑ 0,356 0,550 0,0610 mol Concentración en el equilibrio [X]ₑ 0,356 0,550 0,0610 mol/dm³ La expresión de la constante de equilibrio en función de las concentraciones es: K c = [NH ] 3 e [ N ] e [H ] = 0, e 0,356 0,550 3=0,0633 (concentraciones en mol/dm³) Si consideramos comportamiento ideal para los gases, podemos escribir: K p = p e(nh 3 ) p e (N ) p 3 e (H ) = ([ NH 3 ] e R T ) [ N ] e R T ([ H ] e R T ) = [NH ] 3 e 3 3 [ N ] e [ H ] e K c 1 (R T ) = (R T )

5 K p = 0,0633 (0, ) =1, (presiones en atm) 5.- En una botella de ácido clorhídrico concentrado figuran los siguientes datos: 36% en masa de HCl y densidad 1,18 g/ml. Calcula: a) La concentración y el volumen de este ácido concentrado que se necesita para preparar un litro de la disolución de concentración mol/dm³. b) Detalla el procedimiento así como el material que emplearías para preparar dicha disolución. Rta.: a) [HCl] = 1 mol/dm³; V = 0,17 dm³ Solución: Cálculos: La concentración de la disolución comercial es: [HCl ]= 103 cm 3 1dm 3 1,18 g D 1 cm 3 D 36 g HCl 100 g D En 1 dm³ de disolución de HCl de concentración mol/dm³ hay 1 mol HCl 36,5 g HCl =1 mol HCl/ dm3 D n(hcl) = mol HCl / dm³ D 1 dm³ D = mol HCl que deben estar contenidos en el volumen V de clorhídrico comercial que hay que medir. V = mol HCl 36,5 g HCl 1 mol HCl 100 g D 36 g HCl 1 cm 3 D 1,18 g D =17 cm3 D (disolución de HCl comercial) Si aceptamos las cifras signifcativas del dato, la concentración de la disolución es aproximada ( mol/dm³ se entiende que es ± 1 mol/dm³), y se utilizaría material de medida no demasiado preciso. Procedimiento para concentración aproximada: Se miden 170 cm³ de disolución de clorhídrico comercial en una probeta de 50 cm³, se vierten en otra probeta de 1000 cm³ y se completa con agua hasta los 1000 cm³, procurando que el menisco del líquido en ambos casos esté enrasado con la línea de medición. El contenido se pasa a un frasco con tapa, se tapa, se voltea varias veces y se etiqueta: HCl mol/dm³ y la fecha). Material: Probetas de 50 cm³ (1) y de 1000 cm³ (1), frasco con tapa y etiquetas. Si suponemos que los datos son más precisos de lo que parecen, para preparar una disolución de concentración,00 mol/dm³, tendríamos un problema, ya que el procedimiento habitual supone el uso de buretas y no existen buretas de más de 50 cm³. OPCIÓN B 1. Indica si las siguientes propuestas son verdaderas o falsas y justifica tus respuestas: a) Los halógenos tienen las primeras energías de ionización y afinidades electrónicas altas. b) El H₂O tiene menor punto de ebullición que el H₂S. Solución: a) Verdadera La primera energía de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar un mol de electrones a un mol de átomos en fase gaseosa y en estado fundamental para dar iones monopositivos gaseosos. Los gases nobles tienen confguraciones electrónicas estables y las mayores energías de ionización. Será más fácil arrancar un electrón a un átomo cuando el ión formado adquiere la confguración electrónica de un gas noble y más difícil cuanto más se diferencie de ella. Por eso los halógenos tienen primeras energías de ionización altas. La afnidad electrónica es la energía que se desprende cuando un mol de átomos en fase gaseosa y en estado fundamental captan un mol de electrones para dar iones mononegativos gaseosos. Es tanto mayor cuanto más próxima a la estructura electrónica de gas noble sea la estructura electrónica del átomo. Como los halógenos son los elementos más próximos a los gases nobles, tendrán afnidades electrónicas altas.

6 b) Falsa. Las moléculas de agua están unidas por puentes de hidrógeno que son fuerzas de mayor intensidad que las de dipolo-dipolo (que también están presentes en el agua) y que las de Van der Waals, ya que el agua contiene átomos de hidrógenos unidos a un elemento electronegativo del segundo período (el oxígeno) y la molécula de agua es polar..- a) Formula o nombra, según corresponda, los siguientes compuestos: CH₃-O-CH₃ ácido -cloropropanoico cloruro de estaño (IV) propanona Cu(BrO₃)₂ b) Utilizando la teoría de Brönsted y Lowry, justifica el carácter ácido, básico o neutro de las disoluciones acuosas de las siguientes especies: CO₃² ; HCl y NH₄+, identificando los pares conjugados ácidobase. Rta: a) CH₃-O-CH₃: dimetiléter ácido -cloropropanoico: CH 3 CH Cl O C OH cloruro de estaño (IV): SnCl₄ propanona: CH 3 C CH 3 Cu(BrO₃)₂: bromato de cobre(ii) O Solución: b) La teoría de Brönsted y Lowry clasifca las substancias como ácidas o básicas por su tendencia a ceder o ganar iones hidrógeno. CO₃² : básica. Su reacción con una sustancia anfótera como el agua sería: Acepta un ión hidrógeno. HCl y NH₄+: ácidos. Ceden iones hidrógeno. CO₃² (aq) + H₂O(l) HCO₃ (aq) + OH (aq) base ácido ácido conj. base conj. HCl(aq) + H₂O(l) Cl (aq) + H₃O+(aq) NH₄+(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O+(aq) ácido base base conj. ácido conj. 3.- Se dispone de una disolución que contiene una concentración de Cd²+ de 1,1 mg/dm³. Se quiere eliminar parte del Cd²+ precipitándolo con un hidróxido, en forma de Cd(OH)₂. Calcula: a) El ph necesario para iniciar la precipitación. b) La concentración de Cd²+, en mg/dm³, cuando el ph es igual a 1. K(Cd(OH)₂) = 1, 10 ¹⁴ Rta.: a) ph = 9,5; b) [Cd² +] = 1,3 10 ⁵ mg/dm³ Datos Cifras signifcativas: Producto de solubilidad del Cd(OH)₂ Concentración de ión cadmio Masa atómica: Cd Kₛ = 1, 10 ¹⁴ ph para calcular la [Cd²+] en el apartado b ph = 1 Incógnitas ph necesario para iniciar la precipitación Concentración de ión cadmio a ph = 1 [Cd²+] = 1,1 mg/dm³ M(Cd) = 11 g/mol ph [Cd²+]

7 Ecuaciones Concentración molar (mol/dm³) ph poh s = n / V = s / M ph = -log[h+] poh = -log[oh ] Producto iónico del agua ph + poh = 14 Producto de solubilidad del equilibrio: BAₐ(s) b B β +(aq) + a A α (aq) Solución: a) El equilibrio de solubilidad del Cd(OH)₂ es Cd(OH)₂(s) Cd(OH)₂(aq) Cd²+(aq) + OH (aq) La constante de equilibrio Kₛ de solubilidad en función de las concentraciones es Kₛ = [Cd²+]ₑ [OH ]ₑ² Kₛ = [A α ]ᵃ [B β +]ᵇ El Cd(OH)₂ precipitará cuando el producto de las concentraciones sea mayor o igual a su producto de solubilidad. La concentración de ión cadmio es [Cd + 1,1 mg 1 g ]= 1 dm mg Q = [Cd²+] [OH ]² > Kₛ 1 mol Cd + 11 g Cd + =9, mol /dm 3 Suponiendo que esta concentración no varía al añadirle una disolución que contenga iones hidróxido, la concentración de iones hidróxido necesaria para que comience a precipitar hidróxido de cadmio es: El poh es: El ph es: [OH ]= K s [Cd + ] = 1, , =3, mol/ dm 3 poh = -log[oh ] = -log(3,5 10 ⁵) = 4,5 ph = 14 poh = 9,5 b) Cuando el ph = 1, el poh = 14 1 =, y la concentración de iones hidróxido vale: [OH ] b =10 poh =10 =0,010 mol /dm 3 La concentración de iones cadmio se calcula a partir del producto de solubilidad: [Cd + ] b = K s [OH ] = 1, ,010 =1, mol/dm 3 [Cd + ] b = 1, mol 1 dm 3 11 g Cd + 1 mol Cd mg 1 g =1, mg /dm El K₂Cr₂O₇ oxida al yoduro de sodio en medio ácido sulfúrico formándose, entre otros, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de cromo (III) y I₂. a) Ajusta las reacciones iónica y molecular por el método del ión-electrón. b) Si tenemos 10 cm³ de disolución de yoduro de sodio y se necesitan para su oxidación 100 cm³ de disolución de dicromato de potasio de concentración 0, mol/dm³, cuál es la concentración de la disolución de yoduro de sodio? Rta.: a) Cr₂O₇² + 14 H+ + 6 I Cr³+ + 7 H₂O + 3 I₂; b) [NaI] = 1,00 mol/dm³

8 Datos Cifras signifcativas: 3 Volumen de disolución de yoduro de sodio Volumen de disolución de dicromato de potasio Concentración de la disolución de dicromato de potasio Incógnitas Concentración de la disolución de yoduro de sodio Otros símbolos Cantidad de sustancia (número de moles) Solución: V₁ = 10 cm³ = 0,10 dm³ V₂ = 100 cm³ = 0,100 dm³ [K₂Cr₂O₇] = 0,00 mol/dm³ [NaI] Las semirreacciones iónicas son: Oxidación: I I₂ + e Reducción: Cr₂O₇² + 14 H+ + 6 e Cr³+ + 7 H₂O Multiplicando la primera semirreacción por 3 y sumando se obtiene la reacción iónica ajustada: Cr₂O₇² (aq) + 14 H+(aq) + 6 I (aq) Cr³+(aq) + 3 I₂(g) + 7 H₂O(l) Para llegar a la ecuación global ajustada, sumamos en ambos miembros los iones que faltan: K+ + 7 SO₄² + 6 Na+ 3 SO₄² + K+ + SO₄² + 6 Na+ + 3 SO₄² Qeda: K₂Cr₂O₇(aq) + 7 H₂SO₄(aq) + 6 NaI(aq) Cr₂(SO₄)₃(aq) + 3 I₂(g) + K₂SO₄(aq) + 3 Na₂SO₄(aq) + 7 H₂O(l) n La cantidad de dicromato de potasio que hay en 100 cm³ de disolución de concentración 0,00 mol/dm³ es: n(k Cr O 7 )=0,100 dm 3 D 0,00 mol K Cr O 7 =0,0030 mol K 1 dm 3 Cr O 7 D Cada mol de dicromato de potasio reacciona con seis moles de yoduro de sodio. n(nai)=0,0030 mol K Cr O 7 6 mol NaI 1 mol K Cr O 7 =0,10 mol NaI Esta cantidad está disuelta en 10 cm³ de disolución. La concentración es: 0,10 mol NaI [NaI]= 0,10 dm 3 D =1,00 mol NaI/dm3 D 5. Se mezclan 50 cm³ de disolución de concentración 0,1 mol/dm³ de KI y 0 cm³ de disolución de concentración 0,1 mol/dm³ de Pb(NO₃)₂ obteniéndose 0,51 g de un precipitado de Pbl₂. a) Escribe la reacción que tiene lugar e indica el porcentaje del rendimiento de la reacción. b) Indica el material y describe el procedimiento a seguir en el laboratorio para la obtención y separación del precipitado. Rta.: r = 55 % Solución: Se produce la reacción de precipitación: Se obtiene un precipitado de yoduro de plomo(ii). KI(aq) + Pb(NO₃)₂(aq) PbI₂(s) + KNO₃(aq) Cálculo del rendimiento Se calcula la masa de yoduro de plomo(ii) que debería obtenerse a partir de los datos de las disoluciones de yoduro de potasio y nitrato de plomo(ii). Cantidades presentes de reactivos:

9 n(ki)=50 cm 3 1 dm 3 n(pb( NO 3 ) )=0 cm 3 1 dm 3 Cantidad de Pb(NO₃)₂ necesaria para reaccionar con el KI: 10 3 cm 3 0,1 mol KI 1 dm 3 =0,005 mol KI 10 3 cm 3 0,1 mol Pb(NO 3 ) 1 dm 3 =0,00 mol Pb (NO 3 ) n(pb( NO 3 ) )=0,005 mol KI 1 mol Pb(NO ) 3 =0,0035 mol Pb(NO mol KI 3 ) Como la cantidad de Pb(NO₃)₂ (0,00 mol) no es sufciente para reaccionar con todo el KI, el Pb(NO₃)₂ es el reactivo limitante. La cantidad de PbI₂ que se forma de la reacción es: La masa que se puede obtener es: n(pbi )=0,00 mol Pb (NO 3 ) 1 mol PbI 1 mol Pb( NO 3 ) =0,00 mol PbI m(pbi )=0,00 mol PbI 461 g PbI 1 mol PbI =0,9 g PbI El rendimiento se obtiene dividiendo la masa obtenida entre la calculada y se expresa el resultado en tanto por ciento. Como sólo se han obtenido 0,51 g, el rendimiento es: r = 0,51 g PbI obtenidos 0,9 g PbI teóricos =0,55=55 % Material Vasos de precipitados (), varilla de vidrio, embudo büchner, matraz kitasato, papel de fltro. Procedimiento Si, como indica el enunciado, ya están preparadas las disoluciones, sólo hay que verter una sobre la otra. Para separar el precipitado, se coloca un papel de fltro circular en un embudo büchner ajustándolo para no dejar orifcios libres y se humedece con agua para que quedase adherido. büchner Se ajusta el embudo büchner sobre un matraz kitasato y el vástago lateral del kitasato a la trompa se conecta a una trompa de vacío. de vacío Se abre el grifo y se vierte el contenido del vaso (precipitado y líquido sobrenadante) en el embudo. Se echa más agua sobre el precipitado que aún queda en el vaso para llevarlo al embudo. kitasato Cuando ya no gotee más agua en el interior del kitasato, se desencaja el embudo y se cierra el grifo. Se quita el papel de fltro y se deja a secar un día o dos. Cuestiones y problemas de las Pruebas de Acceso a la Universidad (P.A.U.) en Galicia. Respuestas y composición de Alfonso J. Barbadillo Marán. Algunos cálculos se hicieron con una hoja de cálculo OpenOfce (o LibreOfce) del mismo autor. Algunas ecuaciones y las fórmulas orgánicas se construyeron con la extensión CLC09 de Charles Lalanne-Cassou. La traducción al/desde el gallego se realizó con la ayuda de traducindote, de Óscar Hermida López. Se procuró seguir las recomendaciones del Centro Español de Metrología (CEM)

10 PAU Código: 7 SETEMBRO 016 QUÍMICA Calificación: El alumno elegirá UNA de las dos opciones. Cada pregunta se calificará con puntos. Todas las cuestiones teóricas deberán ser razonadas. OPCIÓN A 1. Dadas las moléculas CH₃Cl, CS₂, NCl₃, responda razonadamente a las siguientes cuestiones: 1.1. Escriba la estructura de Lewis de cada una de ellas y prediga su geometría molecular. 1.. Explique si las moléculas son polares o apolares...1. En el laboratorio se dispone de tres vasos de precipitados (A B y C) que contienen 50 ml de disoluciones acuosas de la misma concentración, a una temperatura de 5. Uno de los vasos contiene una disolución de HCl, otro contiene una disolución de KCl y el tercero contiene una disolución de CH₃CH₂COOH. Con la información que se indica en la tabla Vaso de precipitados A B C identifique el contenido de cada vaso y justifique la respuesta. ph 7,0 1,5 4,0. A partir de las siguientes configuraciones electrónicas escriba las configuraciones electrónicas de los átomos neutros de los que proceden estos iones y razone qué elemento presentará el valor más bajo de la primera energía de ionización: X²+: (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ Y² : (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ (3d)¹⁰ (4s)² (4p)⁶ 3. A 5 la solubilidad del PbI₂ en agua pura es 0,7 g/l. Calcule: 3.1. El producto de solubilidad. 3.. La solubilidad del PbI₂ a esa temperatura en una disolución 0,1 M de KI. 4. En un recipiente cerrado y vacío de 10 L de capacidad se introducen 0,04 moles de monóxido carbono e igual cantidad de cloro gas. Cuando a 55 se alcanza el equilibrio, se observa que ha reaccionado el 37,5 % del cloro inicial, según la reacción: CO(g) + Cl(g) COCl₂(g). Calcule: 4.1. El valor de K y de K. 4.. La cantidad, en gramos, de monóxido de carbono existente cuando se alcanza el equilibrio. 5. Para un ácido clorhídrico concentrado comercial del 36 % en masa y densidad 1,18 g/ml, calcule: 5.1. Su molaridad y el volumen que se necesita del mismo para preparar 1 L de disolución,0 M. 5.. Detalle el procedimiento y el material necesario para preparar la disolución,0 M del ácido. OPCIÓN B 1. Para el equilibrio: SO₂(g) + O₂(g) SO₃(g) H < 0; explique razonadamente: 1.1. Hacia que lado se desplazará el equilibrio si se aumente la temperatura? 1.. Como afectará a la cantidad de producto obtenido un aumento de la concentración de oxígeno?..1. Escriba las formulas semidesarrolladas de los siguientes compuestos: etanol cis-3-hexeno 4,4-dimetil-1-hexino 3-pentanona.. Razone si puede haber en un mismo átomo electrones con los siguientes números cuánticos: (,1,-1,1/) (,1,0,-1/) (,1,-1,-1/) (,1,0,1/). 3. A partir de las entalpías de combustión y aplicando la Ley de Hess, calcule: 3.1. La entalpía de la siguiente reacción: 3 C(grafito)(s) + 4 H₂(g) C₃H₈(g). 3.. La energía liberada cuando se quema 1 L de propano medido en condiciones normales. 4. En medio ácido sulfúrico, H₂SO₄, el aluminio reacciona con una disolución acuosa de dicromato de potasio K₂Cr₂O₇, formándose oxido de aluminio, Al₂O₃ y Cr³+(aq) entre otros productos Ajuste la ecuación iónica por el método del ión-electrón. 4. Calcule el volumen de disolución acuosa de dicromato de potasio de densidad 1,14 g/ml y del 15 % en masa que se necesita para oxidar 0,50 kg de aluminio ,0 g de CaCl₂ se disuelven en 5 ml de agua y 3,0 g de Na₂CO₃ en otros 5 ml de agua. Seguidamente se mezclan las dos disoluciones. Escriba la reacción que tiene lugar identificando el precipitado que se produce y la cantidad máxima que se podría obtener. 5.. Describa la operación que emplearía en el laboratorio para separar el precipitado obtenido, dibujando el montaje y el material a emplear. Datos: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹. Calores de combustión: H C(grafito)(s) = - 393,5 kj mol ¹; H C₃H₈(g) = - 19,9 kj mol ¹; H H₂(g) = -85,8 kj/mol

11 Soluciones OPCIÓN A 1.- Dadas las moléculas CH₃Cl, CS₂, NCl₃, responde razonadamente a las siguientes cuestiones: a) Escribe la estructura de Lewis de cada una de ellas y predice su geometría molecular. b) Explica si las moléculas son polares o apolares. Solución: a) Molécula CH₃Cl CS₂ NCl₃ Átomo central C C N Conf. electrón. fundamental (s)² (pₓ)¹ (p)¹ (s)² (pₓ)¹ (p)¹ (s)² (pₓ)¹ (p)¹ (p)¹ Conf. electrón. excitada (s)¹ (pₓ)¹ (p)¹ (p)¹ (s)¹ (pₓ)¹ (p)¹ (p)¹ (s)² (pₓ)¹ (p)¹ (p)¹ Cl Cl N Cl Diagrama de Lewis H C H S C S Cl H Pares σ 4 3 Pares π 0 0 Pares no enlazantes Pares que se repelen 4 4 Disposición de los pares tetraédrica lineal tetraédrica Ángulo de enlace <109, Forma de la molécula piramidal alargada lineal piramidal achatada Cl N H C S=C=S Cl H H Cl Cl Momento dipolar de enlace C δ + Cl δ C δ + S δ No Cl N Momento dipolar de la molécula C S δ C δ + S δ H H H Cl Cl Cl N Cl Cl Cl Sí No Sí La forma de la molécula se determina de la posición de los átomos (sin tener en cuenta los pares no enlazantes). En la molécula de tricloruro de nitrógeno, está el átomo de nitrógeno en el centro del tetraedro y tres átomos de cloro en tres vértices, pero en el cuarto vértice está un par no enlazante que no «se ve». En la molécula de clorometano, el átomo de cloro es mayor que los de hidrógeno (y que el de carbono). Qizás la descripción podría ser «lineal con un mini-trípode en un extremo» b) La molécula de sulfuro de carbono no es polar, aunque los enlaces sí lo son, porque es simétrica y los momentos dipolares de los enlaces se anulan. La molécula de NCl₃ es polar. Las electronegatividades de los átomos de Cl y N son muy similares y los enlaces Cl N tienen un momento dipolar nulo (o muy pequeño). Pero el par no enlazante del nitrógeno no se compensa. Como está muy próximo al átomo de nitrógeno, el momento dipolar será pequeño. La molécula de CH₃Cl también es polar. Las electronegatividades de los átomos de carbono e hidrógeno son muy similares y los enlaces C H tienen un momento dipolar muy pequeño. Pero el cloro es mucho es más electronegativo que el carbono y el enlace C δ + Cl δ es polar.

12 .- a) En el laboratorio se dispone de tres vasos de precipitados (A B y C) que contienen 50 ml de disoluciones acuosas de la misma concentración, a una temperatura de Vaso de precipitados A B C 5. Uno de los vasos contiene una disolución de HCl, otro contiene una disolución de KCl y el tercero contiene una disolución ph 7,0 1,5 4,0 de CH₃CH₂COOH. Con la información que se indica en la tabla identifique el contenido de cada vaso y justifique la respuesta. b) A partir de las siguientes configuraciones electrónicas escribe las configuraciones electrónicas de los átomos neutros de los que proceden estos iones y razona qué elemento presentará el valor más bajo de la primera energía de ionización: X²+: (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ Solución: Y² : (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ (3d)¹⁰ (4s)² (4p)⁶ A es KCl, B es HCl y C es CH₃CH₂COOH HCl : El ácido clorhídrico es un ácido fuerte y está totalmente disociado. Su ph será ácido (<7). CH₃CH₂COOH: El ácido propanoico también tiene un ph ácido, pero como es un ácido débil, su ph será menos ácido que el del HCl. KCl: El cloruro de potasio es una sal neutra, que procede de un ácido fuerte y de una base fuerte. Su ph será neutro (7). Solución: X tiene electrones más que el ión X²+, por lo que su confguración electrónica será: X: (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ (4s)² Y tiene electrones menos que el ión Y², por lo que su confguración electrónica será: Y: (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ (3d)¹⁰ (4s)² (4p)⁴ La primera energía de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar un mol de electrones a un mol de átomos en fase gaseosa y en estado fundamental para dar iones monopositivos gaseosos. Los dos elementos se encuentran en el mismo (4º) período, pero el elemento Y tiene mayor carga nuclear por lo que tiene mayor energía de ionización. Por tanto el elemento X presentará el valor más bajo de la primera energía de ionización. 3. A 5 la solubilidad del PbI₂ en agua pura es 0,7 g/l. Calcula: a) El producto de solubilidad. b) La solubilidad del PbI₂ a esa temperatura en una disolución de KI de concentración 0,1 mol/dm³. Rta.: a) Kₛ = 1,40 10 ⁸; b) s₂ = 0,646 mg/dm³ Datos Cifras signifcativas: 3 Solubilidad del PbI₂ Concentración de la disolución del KI Masa molar del yoduro de plomo(ii) Incógnitas Producto de solubilidad del PbI₂ Kₛ Solubilidad del PbI₂ en KI 0,1 mol/dm³ Otros símbolos Concentración (mol/dm³) en de PbI₂ en agua Ecuaciones Cantidad (número de moles) Concentración molar (mol/dm³) s = 0,700 g/dm³ [KI] = 0,100 mol/dm³ M(PbI₂) = 461 g/mol s₂ s n = m / M s = n / V = s / M

13 Ecuaciones Producto de solubilidad del equilibrio: BAₐ(s) b B β +(aq) + a A α (aq) Kₛ = [A α ]ᵃ [B β +]ᵇ Solución: a) La solubilidad del yoduro de plomo(ii) es: El equilibrio de solubilidad es [PbI ]=s= 0,700 g/dm3 =0,0015 mol /dm 3 461g/ mol PbI₂(s) Pb²+(aq) + I (aq) La constante de equilibrio Kₛ es: PbI₂ Pb²+ I Concentración en el equilibrio [X]ₑ s s mol/dm³ Kₛ = [Pb²+]ₑ [I ]ₑ² = s ( s)² = 4 s³ = 4 (0,0015)³ = 1,40 10 ⁸ b) El yoduro de potasio estará totalmente disociado. La constante de equilibrio Kₛ es: KI(s) K+(aq) + I (aq) [I ] = [KI] = 0,100 mol I /dm³ D Concentración PbI₂ Pb²+ I inicial [X]₀ 0 0,100 mol/dm³ reacciona o se forma [X] s₂ s₂ s₂ mol/dm³ en el equilibrio [X]ₑ s₂ 0,100 + s₂ mol/dm³ Kₛ = [Pb²+]ₑ [I ]ₑ² = s₂ (0,100 + s₂)² = 1,40 10 ⁸ En primera aproximación, podemos considerar despreciable s₂ frente a 0,100, ( s₂ <<0,10). Entonces: s₂ 0,100² 1,40 10 ⁸ 1, s =1, mol/ dm 3 0,100 que es despreciable. Como el dato de solubilidad está en g/dm³, se puede calcular la solubilidad en g/dm³, que sería s₂ = 1,40 10 ⁶ mol/dm³ 461 g/mol = 6,46 10 ⁴ g/dm³ = 0,646 mg/dm³ Análisis: Se ve que la solubilidad en KI, s₂ = 6,46 10 ⁴ g/dm³ es menor que la solubilidad en agua, s₁ = 0,700 g/dm³, debido al efecto del ión común I. 4.- En un recipiente cerrado y vacío de 10 L de capacidad se introducen 0,04 moles de monóxido carbono e igual cantidad de cloro gas. Cuando a 55 se alcanza el equilibrio, se observa que ha reaccionado el 37,5 % del cloro inicial, según la reacción: CO(g) + Cl(g) COCl₂(g). Calcula: a) El valor de K y de K. b) La cantidad, en gramos, de monóxido de carbono existente cuando se alcanza el equilibrio. Dato: R = 0,08 atm dm³ K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ Rta.: K = 40; K = 3,66; b) m = 0,700 g CO Datos Cifras signifcativas: 3 Gas: Volumen V = 10,0 dm³ = 1,00 10 ² m³ Temperatura T = 55 = 798 K

14 Datos Cifras signifcativas: 3 Cantidad de CO inicial Cantidad de Cl₂ inicial Cantidad de Cl₂ que ha reaccionado Constante de los gases ideales Masa molar del monóxido de carbono Incógnitas Constantes de equilibrio Masa de CO en el equilibrio mₑ Ecuaciones Cantidad (número de moles) Ecuación de estado de los gases ideales Concentración de la sustancia X Constantes del equilibrio: a A + b B c C + d D Solución: a) La cantidad de Cl₂ que reacciona es el 37,5 % de la cantidad inicial: n₀(co) = 0,04050 mol CO n₀(cl₂) = 0,04050 mol Cl₂ n(cl₂) = 37,5 % n₀ = 0,01 50 mol Cl₂ R = 0,08 atm dm³ K ¹ mol ¹ M(CO) = 8,0 g/mol K, K n = m / M n(cl₂) = 37,5 % n₀(cl₂) = 0,375 0,04050 [mol]= 0,01 50 mol Cl₂ Por la estequiometría de la reacción, Cantidad CO Cl₂ COCl₂ p V = n R T p= n R T V inicial n₀ 0, , mol que reacciona o se forma n 0, , ,01 50 mol en el equilibrio nₑ 0,0 50 0,0 50 0,01 50 mol La expresión de la constante de equilibrio en función de las concentraciones es: K c = [ COCl ] e = [Cl ] e [ CO] e La relación entre K y K para esta reacción es La constante K vale: K p = p e(cocl ) p e (Cl ) p e (CO) = 0,01 50 mol CO Cl 10,0 dm 3 0,0 50 mol Cl 0,0 50 mol CO 10,0 dm 3 10,0 dm 3 n e (COCl ) R T V n e (Cl ) R T V n e(co) R T V K p = 40 0, =3,66 [X] =n(x) / V K c = [C] c [ d e D] e [ A ] ea [ B] K b p= p c e(c) p d e (D) e p a e (A) p b e (B) =40 = [ COCl ] e [Cl S] e [CO] e 1 R T = K c R T b) La masa de CO en el equilibrio es: mₑ = 0,0 50 mol CO 8,0 g/mol = 0,700 g CO

15 5.- Para un ácido clorhídrico concentrado comercial del 36 % en masa y densidad 1,18 g/ml, calcula: a) Su concentración molar y el volumen que se necesita del mismo para preparar 1 dm³ de disolución de concentración,0 mol/dm³. b) Detalla el procedimiento y el material necesario para preparar la disolución de concentración,0 mol/dm³ del ácido. Rta.: a) [HCl] = 1 mol/dm³; V = 0,17 dm³ Solución: Cálculos: La concentración de la disolución comercial es: [HCl ]= 103 cm 3 1dm 3 1,18 g D 1 cm 3 D 36 g HCl 100 g D En 1 dm³ de disolución de HCl de concentración mol/dm³ hay 1 mol HCl 36,5 g HCl =1 mol HCl/ dm3 D n(hcl) = mol HCl / dm³ D 1 dm³ D = mol HCl que deben estar contenidos en el volumen V de clorhídrico comercial que hay que medir. V = mol HCl 36,5 g HCl 1 mol HCl 100 g D 36 g HCl 1 cm 3 D 1,18 g D =17 cm3 D (disolución de HCl comercial) Si aceptamos las cifras signifcativas del dato, la concentración de la disolución es aproximada ( mol/dm³ se entiende que es ± 1 mol/dm³), y se utilizaría material de medida no demasiado preciso. Procedimiento para concentración aproximada: Se miden 170 cm³ de disolución de clorhídrico comercial en una probeta de 50 cm³, se vierten en otra probeta de 1000 cm³ y se completa con agua hasta los 1000 cm³, procurando que el menisco del líquido en ambos casos esté enrasado con la línea de medición. El contenido se pasa a un frasco con tapa, se tapa, se voltea varias veces y se etiqueta: HCl mol/dm³ y la fecha). Material: Probetas de 50 cm³ (1) y de 1000 cm³ (1), frasco con tapa y etiquetas. Si suponemos que los datos son más precisos de lo que parecen, para preparar una disolución de concentración,00 mol/dm³, tendríamos un problema, ya que el procedimiento habitual supone el uso de buretas y no existen buretas de más de 50 cm³. OPCIÓN B 1. Para el equilibrio: SO₂(g) + O₂(g) SO₃(g) H < 0; explica razonadamente: a) Hacia que lado se desplazará el equilibrio si se aumente la temperatura? b) Como afectará a la cantidad de producto obtenido un aumento de la concentración de oxígeno? Solución: a) La constante de equilibrio varía con la temperatura según la ecuación de Van't Hof: ln K K 1 = Δ H º R ( 1 T 1 T 1) Una aumento de temperatura favorece el sentido endotérmico. Si T₂ > T₁ : Para una reacción exotérmica ( H < 0): La constante disminuye al aumentar la temperatura. 1 < 1 T T 1 ( 1 1 T T 1) < 0 ln K = Δ H º K 1 R ( 1 1 T T 1) = ( ) < 0 + K₂ < K₁

16 De la expresión de K K c = [SO 3 ] [SO ] [O ] Para que disminuya el valor de K deberá aumentar la cantidad de SO₂ y O₂ y disminuir la cantidad de SO₃. El equilibrio se desplazará (hacia la izquierda) hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio en el que habrá menos SO₃ y más SO₂ y O₂. c) De la expresión de K, si aumenta la cantidad (y concentración) de O₂, para que K permanezca constante, deberá disminuir la cantidad de SO₂ y aumentar la cantidad de SO₃. El equilibrio se desplazará (hacia la derecha) hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio en el que habrá más SO₃ y menos SO₂..- a) Escribe las formulas semidesarrolladas de los siguientes compuestos: etanol cis-3-hexeno 4,4-dimetil-1-hexino 3-pentanona b) Razona si puede haber en un mismo átomo electrones con los siguientes números cuánticos: (,1,-1,1/) (,1,0,-1/) (,1,-1,-1/) (,1,0,1/). H H CH 3 Rta.: CH₃ CH₂OH C C CH 3 CH C CH CH 3 CH CH CH 3 CH 3 C CH CH₃ CH₂ CO CH₂ CH₃ Rta.: b) Sí. Principio de exclusión de Pauli. 3.- A partir de las entalpías de combustión y aplicando la Ley de Hess, calcula: a) La entalpía de la siguiente reacción: 3 C(grafito)(s) + 4 H₂(g) C₃H₈(g). b) La energía liberada cuando se quema 1 dm³ de propano medido en condiciones normales. Calores de combustión: H (C(grafito)(s)) = -393,5 kj mol ¹; H (C₃H₈(g)) = -19,9 kj mol ¹; H (H₂(g)) = -85,8 kj/mol; R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ Rta.: a) H = 104 kj; Q = -99,1 kj Datos Cifras signifcativas: 4 C₃H₈(g) + 5 O₂(g) 3 CO₂(g) + 4 H₂O(l) C(grafto)(s) + O₂(g) CO₂(g) H₂(g) + ½ O₂(g) H₂O(l) Volumen de propano que se quema Condiciones normales: Temperatura Presión Constante de los gases ideales Incógnitas Entalpía de formación del propano Energía liberada al quemar 1 dm³ de propano en condiciones normales. Ecuaciones Ley de Hess Ecuación de estado de los gases ideales Solución: H (C₃H₈) = 19,9 kj/mol H (C) = -393,5 kj/mol H (H₂) = -85,8 kj/mol V = 1,00 dm³ T = 73, K p = 1,000 atm R = 0,08500 atm L K ¹ mol ¹ H (C₃H₈) Q H = H (prod.) H (react.) p V = n R T a) Como la entalpía es una función de estado, es independiente del camino. La ecuación de formación del propano se puede obtener por combinación lineal de las ecuaciones de combustión: C(grafto)(s) + O₂(g) CO₂(g) H₁ = -393,5 kj/mol H₂(g) + ½ O₂(g) H₂O(l) H₂ = -85,8 kj/mol

17 C₃H₈(g) + 5 O₂(g) 3 CO₂(g) + 4 H₂O(l) H₃ = -19,9 kj/mol Multiplicando la primera ecuación por 3, la segunda por 4 y la tercera por -1 y sumando queda: 3 C(grafto)(s) + 3 O₂(g) = 3 CO₂(g) 3 H₁ = kj 4 H₂(g) + O₂(g) = 4 H₂O(l) 4 H₂ = kj 3 CO₂(g) + 4 H₂O(l) = C₃H₈(g) + 5 O₂(g) - H₃ = 0 kj 3 C(grafto)(s) + 4 H₂(g) C₃H₈(g) H = -104 kj b) La cantidad de propano que hay en 1 dm³ en condiciones normales, suponiendo comportamiento ideal, es: p V = n R T n= p V R T = 1,000 atm 1,000 dm 3 0,08500 atm dm 3 K 1 mol 1 73, K =0,04456 mol C 3 H 8 La energía producida por la combustión es: Q = 0,04456 mol C₃H₈ 19,9 kj/mol C₃H₈ = 99,10 kj 4.- En medio ácido sulfúrico, H₂SO₄, el aluminio reacciona con una disolución acuosa de dicromato de potasio K₂Cr₂O₇, formándose óxido de aluminio, Al₂O₃ y Cr³+(aq) entre otros productos. a) Ajusta la ecuación iónica por el método del ión-electrón. b) Calcula el volumen de disolución acuosa de dicromato de potasio de densidad 1,14 g/cm³ y del 15 % en masa que se necesita para oxidar 0,50 kg de aluminio. Rta.: a) (Cr₂O₇)² + Al + 8 H+ Cr³+ + Al₂O₃ + 4 H₂O; b) V = 16, dm³ D Datos Cifras signifcativas: 3 Riqueza de la disolución de dicromato de potasio r = 15,0 % = 0,150 Densidad de la disolución de dicromato de potasio Masa de aluminio ρ = 1,14 g/cm³ m =0,500 kg = 500 g Masa molar: Aluminio M(Al) = 7,0 g/mol Incógnitas Dicromato de potasio Volumen de disolución de dicromato de potasio Otros símbolos Cantidad de sustancia (número de moles) Solución: a) Las semirreacciones iónicas son: Oxidación: Al + 3 H₂O Al₂O₃ + 6 H+ + 6 e Reducción: Cr₂O₇² + 14 H+ + 6 e Cr³+ + 7 H₂O Sumando se obtiene la reacción iónica ajustada: Cr₂O₇² (aq) + 8 H+(aq) + Al(s) Cr³+(aq) + Al₂O₃(s) + 4 H₂O(l) b) La cantidad de aluminio que hay en 500 g es: n = 500 g Al 1 mol / 7,0 g Al = 18,5 mol Al Cada mol de dicromato de potasio contiene un mol de ión dicromato La masa de dicromato de potasio que se necesita es m(k Cr O 7 )=18,5 mol Al 1 mol Cr O 7 mol Al Esa masa estará contenida en K₂Cr₂O₇(aq) Cr₂O₇² (aq) + K+(aq) 1 mol K Cr O 7 1 mol Cr O 7 M(K₂Cr₂O₇) = 94 g/mol V n 94 g K Cr O 7 1 mol K Cr O 7 =, g K Cr O 7

18 V =3, g K Cr O g D 1 cm 3 D 15,0 g K Cr O 7 1,14 g D =1,6 104 cm 3 D=16, dm 3 D 5. a),0 g de CaCl₂ se disuelven en 5 ml de agua y 3,0 g de Na₂CO₃ en otros 5 ml de agua. Seguidamente se mezclan las dos disoluciones. Escribe la reacción que tiene lugar identificando el precipitado que se produce y la cantidad máxima que se podría obtener. b) Describe la operación que emplearías en el laboratorio para separar el precipitado obtenido, dibujando el montaje y el material a emplear. Solución: a) Se produce la reacción de precipitación: y se obtiene un precipitado de carbonato de calcio. CaCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq) CaCO₃(s) + CaCl₂(aq) Cálculo de la cantidad máxima de precipitado Cantidad de cloruro de calcio: n(cacl₂) =,0 g CaCl₂ / (111 g / mol) = 0,01850 mol CaCl₂ Cantidad de cloruro de calcio: n(na₂co₃) = 3,0 g Na₂CO₃ / (106 g / mol) = 0,0853 mol Na₂CO₃ Como reaccionan mol a mol, el reactivo limitante es el cloruro de calcio. Se producirán como máximo: m=0,01850 mol CaCl 1 mol CaCO 3 1 mol CaCl 100 g CaCO 3 1 mol CaCO 3 =1,80 g CaCO 3 Procedimiento Para separar el precipitado, se coloca un papel de fltro circular en un embudo büchner ajustándolo para no dejar orifcios libres y se humedece con agua para que quedase adherido. Se ajusta el embudo büchner sobre un matraz kitasato y el vástago lateral del kitasato se conecta a una trompa de vacío. Se abre el grifo y se vierte el contenido del vaso (precipitado y líquido sobrenadante) en el embudo. Se echa más agua sobre el precipitado que aún queda en el vaso para llevarlo al embudo. a la trompa de vacío Cuando ya no gotee más agua en el interior del kitasato, se desencaja el embudo y se cierra el grifo. Se quita el papel de fltro y se deja a secar un día o dos. Material Vasos de precipitados (), varilla de vidrio, embudo büchner, matraz kitasato, papel de fltro. büchner kitasato Cuestiones y problemas de las Pruebas de Acceso a la Universidad (P.A.U.) en Galicia. Respuestas y composición de Alfonso J. Barbadillo Marán. Algunos cálculos se hicieron con una hoja de cálculo OpenOfce (o LibreOfce) del mismo autor. Algunas ecuaciones y las fórmulas orgánicas se construyeron con la extensión CLC09 de Charles Lalanne-Cassou. La traducción al/desde el gallego se realizó con la ayuda de traducindote, de Óscar Hermida López. Se procuró seguir las recomendaciones del Centro Español de Metrología (CEM)

19 PAU XUÑO 015 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos. OPCIÓN A O potencial de redución estándar do Au 3+ /Au é 1,3 V. Indique se a 5ºC o ácido clorhídrico reacciona co ouro. Escriba a reacción que tería lugar. Dato: E 0 (H + /H ) = 0,00 V 1.. Escriba a fórmula do 3-hexeno e analice a posibilidade de que presente isomería xeométrica. Razoe as respostas.. Indique razoadamente se as seguintes afirmacións son correctas..1. A primeira enerxía de ionización do cesio é maior ca do bario... O potasio ten un raio atómico menor co bromo. 3. Nun recipiente de L introdúcense 0,043 moles de NOCl(g) e 0,010 moles de Cl (g). Péchase, quéntase ata unha temperatura de 30ºC e déixase que alcance o equilibrio: NOCl(g) ½Cl (g) + NO(g). Calcular: 3.1. O valor de Kc sabendo que no equilibrio se atopan 0,031 moles de NOCl(g). 3.. A presión total e as presións parciais de cada gas no equilibrio. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 o R=8,31 J K -1 mol 4. A anilina (C 6 H 5 NH ) é unha base de carácter débil cunha K b = 4, Calcule: 4.1. O ph dunha disolución acuosa 0,10 M de anilina. 4.. O valor da constante de acidez do ácido conxugado da anilina. Dato: K w =1, Indique o material a utilizar e o procedemento a seguir para determinar a entalpía de neutralización de 100 ml de HCl,0 M con 100 ml de NaOH,0 M. 5.. Calcule o valor da entalpía de neutralización expresado en kj/mol se o incremento de temperatura que se produce é de 1ºC. Datos: Calor específico (mestura) Calor específico (auga) = 4,18 J/g ºC; densidades das disolucións do ácido e da base=1,0 g ml -1. Considere desprezable a capacidade calorífica do calorímetro. OPCIÓN B Establecer se unha disolución acuosa de NH 4 NO 3 será ácida, básica ou neutra. 1.. A metilamina en disolución acuosa compórtase como unha base débil, de forma similar ao amoníaco, escriba a reacción e indique os pares ácido/base conxugados...1. Razoe como é a variación do raio atómico para os elementos do grupo dos metais alcalinos... Escriba a fórmula desenvolvida de: dimetiléter, propanoato de isopropilo, -metil--penteno, propanona. 3. A solubilidade do BaF en auga é de 1,30 g L -1. Calcular: 3.1. O produto de solubilidade do sal. 3.. A solubilidade do BaF nunha disolución acuosa 1 M de BaCl, considerando que este sal está totalmente disociado. 4. Dada a seguinte reacción: Cu (s) + HNO 3 (aq) Cu(NO 3 ) (aq) + NO(g) + H O(l) 4.1. Escriba e axuste polo método do ión-electrón a ecuación molecular, indicando as semirreaccións correspondentes. 4.. Calcular o volume de NO medido en condicións normais que se desprenderá por cada 100 g de cobre que reaccionan se o rendemento do proceso é do 80%. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 o R=8,31 J K -1 mol 5. Ó facer reaccionar unha disolución de cloruro de calcio e outra de carbonato de sodio, obtense un precipitado de carbonato de calcio Escriba a reacción que ten lugar e cómo calcularía a porcentaxe de rendemento da reacción. 5.. Indique o material e describa o procedemento a seguir no laboratorio para a obtención e separación do precipitado.

20 PAU SETEMBRO 015 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos. OPCIÓN 1 1. Utilizando os valores dos potenciais de redución estándar seguintes: Eº(Fe + ǀFe)= -0,44 V; Eº(Cd + ǀCd)= -0,40 V; Eº(Cu + ǀCu) = +0,34 V, xustifique cal ou cales das seguintes reaccións se producirán de xeito espontáneo: 1.1. Fe + (aq) + Cu(s) Fe(s) + Cu + (aq) 1.. Cu + (aq) + Cd(s) Cu(s) + Cd + (aq). Para a seguinte reacción en equilibrio: BaO (s) BaO(s) + O (g) Hº>0.1. Escriba a expresión para as constantes de equilibrio Kc e Kp, así como a relación entre ambas... Razoe como afecta ao equilibrio un aumento de presión a temperatura constante A partir dos datos da tabla, calcule a entalpía estándar de combustión do metano.. Enlace 3. Entalpía de enlace en 5. Entalpía de enlace en condicións estándar (kj mol Enlace ) condicións estándar (kj mol -1 ) 6. C-H O=O O-H C=O Calcular o volume de dióxido de carbono medido a 5ºC e 1 atm (101,3 kpa) que se xerará na combustión completa de 100 g de metano. R = 0,08 atm L K -1 mol -1 ó R = 8,31 J K -1 mol Unha disolución acuosa contén 0,1 moles por litro de ácido acético (ácido etanoico) Escriba a reacción de disociación e calcule a concentración molar de cada unha das especies existentes na disolución unha vez alcanzado o equilibrio. 4.. Calcule o ph da disolución e o grado de ionización do ácido. Dato: Ka(C H 4 O ) =1, Disponse no laboratorio dun frasco con 100 ml dunha disolución de ácido nítrico 10,0 M que se preparou a partir dunha disolución de ácido nítrico do 65% de riqueza e 1,39 g ml -1 de densidade Que volume tiveron que tomar deste último para preparar a disolución do frasco? 5.. Indique o material e detalle o procedemento para preparar 50 ml dunha disolución de ácido nítrico,0 M, a partir da disolución de ácido nítrico 10,0 M. OPCIÓN Considere as especies químicas CS, SiCl 4 y NCl 3 e responda razoadamente as seguintes cuestións: 1.1. Xeometría molecular de cada unha das especies químicas. 1.. Explique se as moléculas CS e NCl 3 teñen ou non momento dipolar...1. Formule os seguintes compostos: hidruro de litio, dietilamina, metilbutanona, permanganato de potasio.. Nomee os seguintes compostos: CH 3 -CH -CH -CHO CH =CH-CH(CH 3 )-CH 3 C 6 H 5 OH K CO 3 3. O produto de solubilidade, a 5ºC, do MgF é de 8, Cantos gramos de MgF poden disolverse en 50 ml de auga?. 3.. Cantos gramos de MgF se disolverán en 50 ml dunha disolución 0,1 M dun sal totalmente disociado como o Mg(NO 3 )?. 4. O cloro gasoso obtense pola oxidación do HCl con HNO 3 producíndose ademais NO e H O Axuste a reacción molecular polo método do ión-electrón. 4.. Calcule o volume de cloro obtido, a 5ºC e 1 atm (101,3 kpa), cando reaccionan 500 ml dunha disolución acuosa M de HCl con HNO 3 en exceso, se o rendemento da reacción é do 80 %. Datos: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol Deséxase calcular no laboratorio a entalpía de disolución do NaOH (s) e para iso disólvense 4,0 g de NaOH en 500 ml de agua nun calorímetro que ten un equivalente en auga de 15 g, producíndose un aumento da temperatura de,0 ºC Explique detalladamente o material e procedemento empregados. 5.. Cal é a entalpía molar de disolución do NaOH?. Datos: Calor específico (auga) Calor específico (disolución) = 4,18 J/g ºC e densidade do auga= 1 g ml -1

21 CRITERIOS XERAIS DE AVALIACIÓN DO EXAME DE QUÍMICA - As respostas deben axustarse ao enunciado da pregunta. - Terase en conta a claridade da exposición dos conceptos e procesos, os pasos seguidos, as hipóteses, a orde lóxica e a utilización adecuada da linguaxe química. - Os erros graves de concepto levarán a anular o apartado correspondente. - Os parágrafos/apartados que esixen a solución dun apartado anterior cualificaranse independentemente do resultado do devandito apartado. - Cando a resposta deba ser razoada ou xustificada, non facelo supoñerá unha puntuación de cero no apartado correspondente. Un resultado erróneo pero cun razoamento correcto valorarase. - Unha formulación incorrecta ou a igualación incorrecta dunha ecuación química puntuará como máximo o 5% da nota do apartado. - Nun problema numérico a resposta correcta, sen razoamento ou xustificación, pode ser valorada cun 0 se o corrector/a non é capaz de ver de onde saíu o devandito resultado. - Os erros nas unidades ou non poñelas descontará un 5% da nota do apartado. - Un erro no cálculo considerarase leve e descontarase o 5% da nota do apartado, agás que os resultados carezan de lóxica e o alumnado non faga unha discusión acerca da falsidade do devandito resultado. CONVOCATORIA DE XUÑO OPCIÓN A O potencial de redución estándar do Au 3+ /Au é 1,3 V. Indique se a 5ºC o ácido clorhídrico reacciona co ouro. Escriba a reacción que tería lugar. Dato: E 0 (H + /H ) = 0,00 V 1.. Escriba a fórmula do 3-hexeno e analice a posibilidade de que presente isomería xeométrica. Razoe as respostas O ácido clorhídrico non reacciona co ouro. Oxidación x (Au (s) Au 3+ (ac)+ 3e - ); E 0 = -1,3 V Ánodo Reducción 3 x (H + (ac) + e - H (g) ); E 0 = 0,00 V Cátodo Reacción global: Au (s) + 6H + (ac) Au 3+ (ac) + 3H (g) Eº= -1,3 V Ao ser o potencial de redución estándar do E 0 (Au 3+ /Au) positivo, significa que o H é máis reductor co ouro. Así pois, a reacción anterior non se produciría espontáneamente cara á dereita. Tendo en conta a relación entre a variación de enerxía libre de Gibbs e o potencial da reacción: G 0 =-n F E 0. Dado que o E 0 < 0 G 0 >0; a reacción non é espontánea, e polo tanto o ácido non reacciona co ouro. A reacción que podería ter lugar no sentido inverso. 1.. O 3-hexeno é un composto orgánico cun dobre enlace e con substituíntes distintos en cada carbono e por isto presenta isomería xeométrica. Os dous isómeros posibles son o cis e o trans que se diferencia na disposición no espacio do seus átomos tal e como se indica a continuación. CH 3 -CH -CH=CH-CH -CH 3 3-hexeno cis-3-hexeno 1 punto por apartado. Total puntos. trans-3-hexeno. Indique razoadamente se as seguintes afirmacións son correctas..1. A primeira enerxía de ionización do cesio é maior ca do bario... O potasio ten un raio atómico menor co bromo..1. A afirmación é falsa. A enerxía de ionización pódese definir como a mínima enerxía necesaria para que un átomo neutro dun elemento X, en estado gasoso e fundamental, ceda un electrón do seu nivel externo e se converta nun ión X +, tamén en estado gasoso e fundamental: X (g) X + (g) + 1e -.

22 Os dous elementos están no mesmo período. Ao aumentar o número atómico Z, aumenta a atracción do núcleo sobre os electróns de valencia, aumenta a carga nuclear efectiva e diminúe o raio atómico, sendo máis difícil arrincalos e polo tanto necesítase un maior aporte de enerxía. Por isto a primeira enerxía de ionización do cesio é menor ca do bario... A afirmación é falsa. Ámbolos dous elementos están no mesmo período e o raio atómico decrece de esquerda a dereita. Isto é debido a que aumenta a carga efectiva ao largo do período e, polo tanto, ao ser maior a atracción sobre os electróns das capas externas, o raio diminúe. Así o raio do bromo é menor co do potasio. 1 punto por apartado. Total puntos. 3. Nun recipiente de L introdúcense 0,043 moles de NOCl(g) e 0,010 moles de Cl (g). Péchase, quéntase ata unha temperatura de 30ºC e se deixa que alcance o equilibrio: NOCl (g) ½Cl (g) + NO (g). Calcular: 3.1. O valor de Kc sabendo que no equilibrio se atopan 0,031 moles de NOCl(g). 3.. A presión total e as presións parciais de cada gas no equilibrio. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 o R=8,31 J K -1 mol 3.1. Se inicialmente hai 0,043 moles de NOCl e no equilibrio quedan 0,031 moles significa que a reacción transcorre cara á dereita. Polo tanto reaccionaron 0,043-0,031=0,01 moles de NOCl e atendendo a estequiometría: NOCl HF + (g) H ½Cl O F - + H 3 O + (g) + NO (g) nº moles iniciais 0,043 0,010 nº moles reaccionan - x moles +½ x moles + x moles nº moles equilibrio 0,031 (0,010+½ x) x moles 0,031 0,010 0,01 / 3 0,01 3 [ NOCl] 1,55.10 M ;[ Cl ] M ;[ NO] 6.10 M 1/ 3 1/ 3 Cl [ NO] (8.10 ) 6.10 Kc 3,5.10 NOCl 1, A partires da ecuación dos gases ideais, calcúlanse as presión parciais e por suma destas a presión total no equilibrio. 0,031 0,08 (30 73) 0,016 0,08 (30 73) P NOCl 0, 39atm ; P Cl 0, 0 atm ; 0,01 0,08 (30 73) P NO 0, 15atm A presión total do sistema será: P T =0,39+0,0+0,15=0,74 atm 1 punto por apartado. Total puntos. 4. A anilina (C 6 H 5 NH ) é unha base de carácter débil cunha K b = 4, Calcule: 4.1. O ph dunha disolución acuosa 0,10 M de anilina. 4.. O valor da constante de acidez do ácido conxugado da anilina. Dato: K w =1, A reacción que ten lugar é: C 6 H HF 5 NH + H + C 6 H 5 NH - O F - + H 3 O + OH ; ou ben C HF + O F O 6 H 5 NH + H O C 6 H 5 NH OH - [Inicial] 0,1 M - - Reaccionan - x M x M x M [Equilibrio] (0,1-x) M x M x M

23 C H NH OH e a expresión do Kb C H NH 10 x 4,1.10 (0,1 x) x=6, M poh log 6 5 4, despexando o valor da x e despreciando esta frente a 0,1 M 6 OH log(6,4.10 ) 5,19 ph poh 14 ph 14 5,19 8, 81 K w K a Kb K w K a, Kb 4,1 10 1,50 puntos apartado 4.1 y 0,50 puntos apartado 4.. Total puntos Indique o material a utilizar e o procedemento a seguir para determinar a entalpía de neutralización de 100 ml de HCl,0 M con 100 ml de NaOH,0 M. 5.. Calcule o valor da entalpía de neutralización expresado en kj/mol se o incremento de temperatura que se produce é de 1ºC. Datos: Calor específico (mestura) Calor específico (auga) = 4,18 J/g ºC; densidades das disolucións do ácido e da base=1,0 g ml -1. Considere despreciable a capacidade calorífica do calorímetro Material: calorímetro con termómetro e axitador, probeta, vaso de precipitados. Procedemento: Nun calorímetro introducimos 100 ml da disolución de hidróxido de sodio medidos cunha probeta; anotamos a temperatura inicial que marca o termómetro, T 1. Engádese o volume de ácido clorhídrico, medido cunha probeta, péchase e removemos co axitador. Lemos no termómetro a temperatura máxima que acada, T. Neste caso o Tt= T -T 1 =1ºC. 5.. A calor desprendida na reacción: Q ( Q Q ) ( m. Ce. T 0) neutraliza ción reaccion calorímetro disolución A masa de disolución tendo en conta a adición de volumes e as densidades do ácido e da base, é 00 g. Polo tanto a calor sería igual: Q 00 g. 4,18J / gº C. 1º C J neutraliza ción 1003 Polo tanto a entalpía de reacción: Q 1003 J 4 H 5,0.10 J / mol 50,kJ / mol nº mol 0, mol 1 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN B Establecer se unha disolución acuosa de NH 4 NO 3 será ácida, básica ou neutra. 1.. A metilamina en disolución acuosa compórtase como unha base débil, de forma similar ao amoníaco, escriba a reacción e indique os pares ácido/base conxugados A disociación do sal é total: NH 4 NO 3 (s) NH 4 + (aq) + NO 3 -(aq). O anión NO 3 - hidratado é a base conxugada do ácido forte HNO 3 e non reacciona coa auga. O catión NH 4 +, ácido conxugado da base débil NH 3, hidrolízase segundo equilibrio: NH 4 + (aq) + H O (l) NH 3(aq) + H 3 O + (aq). Hai un aumento da concentración de ións H 3 O +, a disolución é ácida e o ph diminúe: ph< En disolución acuosa a metilamina é capaz de captar prótons da auga (Brönsted-Lowry), tendo lugar a seguinte reacción: CH 3 NH HF + H CH 3 NH 3 + OH - O F - + H 3 O + base 1 ácido ácido 1 base 1 punto por apartado. Total puntos.

24 ..1. Razoe como é a variación do raio atómico para os elementos do grupo dos metais alcalinos... Escriba a fórmula desenvolvida de: dimetiléter, propanoato de isopropilo, -metil- -penteno, propanona..1.ao descender no grupo, a carga nuclear efectiva permanece constante, pero o efecto de engadir novas capas de electróns progresivamente máis distanciadas do núcleo do átomo fai que os raios atómicos aumentan... Dimétiléter Propanoato de isopropilo -metil--penteno Propanona 1 punto por apartado. Total puntos. 3. A solubilidade do BaF en auga é de 1,30 g L -1. Calcular: 3.1. O produto de solubilidade do sal. 3.. A solubilidade do BaF nunha disolución acuosa 1 M de BaCl, considerando que este sal está totalmente disociado O proceso que ten lugar é: HF BaF + H O F - + H 3 O + (s) Ba + (ac) + F - (ac) s s Exprésase a solubilidade en molaridade tendo en conta o masa molecular do BaF 1mol BaF 3 1,30 g L 7,4. 10 M 175,3 g / mol Ba F s (s) 7,4.10 (7,4.10 ) 1,63.10 Kps ; 3.. Se o sal se disocia completamente e a súa concentración é 1 M o proceso que ten lugar é: BaCl (s) Ba + (ac) + Cl - (ac) 1M M 6 Ba F ( s 1) (s ) 1,63.10 Kps ; s é despreciable fronte a 1 polo que: 4s' 1, ; s' 1, , punto por apartado. Total puntos. 4 M 4. Dada a seguinte reacción: Cu(s) + HNO 3 (aq) Cu(NO 3 ) (aq) + NO(g) + H O(l) 4.1. Escriba e axuste polo método do ión-electrón a ecuación molecular, indicando as semirreaccións correspondentes. 4.. Calcular o volume de NO medido en condicións normais que se desprenderá por cada 100 g de cobre que reaccionan se o rendemento do proceso é do 80%.

25 Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 o R=8,31 J K -1 mol 4.1. Semirreacción oxidación: (Cu (s) Cu + (aq) + e - ) x 3 Semirreacción redución: (NO 3 -(aq) + 4H + (aq) +3e - NO + H O) x Ecuación iónica: Ecuación molecular: - 3Cu (s) + NO 3 (aq) + 8H + (aq) 3Cu + (aq) + NO (g) + 4H O 3Cu (s) + 8HNO 3 (aq) 3 Cu(NO 3 ) (aq) + NO (g) + 4H O 4.. Unha vez axustada a reacción e tendo en conta a estequiometría: 1 mol Cu moles NO g Cu 0, 843 moles NO 63,5g Cu 3 moles Cu 100 Para calcular o volume de NO pódese facer, sabendo que 1 mol de gas en condicións normais ocupa,4l,4 L 0,843 moles 18, 8 L de NO mol NO ou a partir da ecuación dos gases ideais PV=nRT calcúlase o volume de NO: 1 1 0,843moles NO 0,08atm L K mol 73K V 18, 8 L de NO 1 atm 1 punto por apartado. Total puntos. 5. Ó facer reaccionar unha disolución de cloruro de calcio e outra de carbonato de sodio, obtense un precipitado de carbonato de calcio Escriba a reacción que ten lugar e cómo calcularía a porcentaxe de rendemento da reacción. 5.. Indique o material e describa o procedemento a seguir no laboratorio para a obtención e separación do precipitado A reacción que ten lugar: CaCl (aq) + Na CO 3 (aq) CaCO 3 (s) + NaCl (aq) Primeiro calculariamos, tendo en conta estequiometría da reacción e a cantidade de reactivo limitante obteriamos a cantidade teórica de precipitado de CaCO 3. A esta cantidade teórica chamámoslle A e unha vez realizada a práctica e obtido o precipitado, e despois de secalo, o pesariamos obtendo unha cantidade B. O tanto por cento de rendemento calcularíase da seguinte maneira: B Rendemento (%) 100 A 5. Material e reactivos: Disolucións de cloruro de calcio e de carbonato de sodio, funil Büchner, trompa de baleiro, matraz kitasato, base, soporte, vasos de precipitados, balanza, vidro de reloxo, papel de filtro, probeta, estufa, desecador. Procedemento: Mídese coa probeta un volume determinado da disolución de CaCl e vértese nun vaso de precipitados. Engádese a disolución de Na CO 3 sobre ela e aparecerá un precipitado de CaCO 3.Pódense arrefriar as paredes do vaso de precipitados co chorro de auga da billa para axudar á precipitación. Prepárase o funil Büchner e o matraz Kitasato acoplados á trompa de baleiro. Pésase un papel de filtro, anótase o seu peso e colócase no funil Büchner. Unha vez fría a disolución, fíltrase a baleiro para separar o precipitado de CaCO 3, que quedará sobre o papel de filtro. Lávase varias veces o precipitado con auga, recóllese o precipitado formado, co papel de filtro, e colócase nun vidro de reloxo, previamente pesado. Deixase secar ó ar, ou mellor, nunha estufa, a 100 ºC, e, unha vez seco, pásase ó desecador ata que alcance a temperatura ambiente, pésase (co papel) e calcúlase a masa obtida de precipitado. Será válido calquera outro procedemento exposto correctamente. 1 punto por apartado. Total puntos.

26 CONVOCATORIA DE SETEMBRO OPCIÓN 1 1. Utilizando os valores dos potenciais de redución estándar seguintes: Eº(Fe + ǀFe)= -0,44 V; Eº(Cd + ǀCd)= -0,40 V; Eº(Cu + ǀCu) = +0,34 V, xustifique cal ou cales das seguintes reaccións produciranse de xeito espontáneo: 1.1. Fe + (aq) + Cu(s) Fe(s) + Cu + (aq) 1.. Cu + (aq) + Cd(s) Cu(s) + Cd + (aq) 1.1. Fe + (aq) + Cu (s) Fe (s) + Cu + (aq), esta reacción non se producirá, xa que: Oxidación Redución Cu (s) Cu + (aq)+ e - ; E 0 = -0,34 V Fe + (aq) (aq) + e - Fe(s); E 0 = -0,44 V Reacción global: Fe + (aq) + Cu (s) Fe (s) + Cu + (aq) Eº= -0,78 V Tendo en conta a relación entre a variación de enerxía libre de Gibbs e o potencial da reacción: G 0 =-n F E 0. Dado que o E 0 < 0 G 0 >0; a reacción non é espontánea. 1.. Cu + (aq) + Cd (s) Cu (s) + Cd + (aq), esta reacción sí se producirá, xa que: Oxidación Redución Cd (s) Cd + (aq) + e - ; E 0 = +0,40 V Cu + (aq) ) + e - Cu (s) ; E 0 = +0,34 V Reacción global: Cu + (aq) + Cd (s) Cu (s) + Cd + (aq) Eº= +0,74 V Tendo en conta a relación entre a variación de enerxía libre de Gibbs e o potencial da reacción: G 0 =-n F E 0. Dado que o E 0 > 0 G 0 <0; a reacción é espontánea. 1,0 punto por apartado. Total puntos.. Para a seguinte reacción en equilibrio: BaO (s) BaO(s) + O (g) Hº>0.1. Escriba a expresión para as constantes de equilibrio K c e K p, así como a relación entre ambas... Razoe como afecta ao equilibrio un aumento de presión a temperatura constante..1. Trátase dun equilibrio heteroxéneo: BaO (s) BaO (s) + O (g), dúas fases sólidas e unha gasosa. Para a expresión das constantes de equilibrio neste tipo de sistemas soamente se consideran as fases gasosas; as concentracións, para K c ou as presións, no caso da K p. Polo tanto as expresións de K c ; K p e a relación entre ambas son as seguintes: K c O ; K p K K RT ; p O p c.. Segundo o principio de Le Chatelier cando nun sistema en equilibrio prodúcese una modificación dalgunha das variables co determinan (concentración, presión ou temperatura), o equilibrio desprázase no sentido de contrarrestar dita variación. Neste caso concreto ao aumentar a presión diminúe o volumen do sistema polo que as concentracións serán maiores e para restablecer de novo o equilibrio o sistema desprazarase á esquerda (), e dicir, hacia onde hai menor número de moles gaseosos, 1,0 punto por apartado. Total puntos A partires dos datos da tabla, calcule a entalpía estándar de combustión do metano. Enlace Entalpía de enlace en condicións estándar (kj mol -1 ) Enlace Entalpía de enlace en condicións estándar (kj mol -1 ) C-H 413 O=O 498 O-H 48 C=O 715

27 3.. Calcular o volume de dióxido de carbono medido a 5ºC e 1 atm (101,3 kpa) que se -1 xerará na combustión completa de 100 g de metano. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol ó -1 R=8,31 J K -1 mol 3.1. Sabemos que a H c del CH 4(g) se corresponde coa ecuación termoquímica seguinte: CH 4(g) + O (g ) CO (g) + H O (l) Hº c=? Na reacción de combustión rómpense uns enlaces (C-H e O=O) e formánse outros (C=O e O-H), e así: - os moles de enlaces rotos= 4 x moles enlaces C-H e x moles de enlaces O=O - os moles de enlaces formados= x moles de enlaces C=O e 4 x moles de enlaces O-H Ademáis a Hº c = H enlaces rotos - H enlaces formados (4mol.413kJ/mol mol. 498kJ/mol) (mol.715kj/mol 4 mol.48 kj/mol) kJ 710 H o c 1mol CH 4 1mol CO 3.. Tendo en conta a estequiometría, 100 g 6,5 mol CO 16 g CH 1mol CH Segundo a ecuación dos gases ideais: 1 6,5mol 0,08 atm L K mol P V n R T V 1atm 1,0 punto por apartado. Total puntos. 1 4 (73 5) K L 4. Unha disolución acuosa contén 0,1 moles por litro de ácido acético (ácido etanoico) Escriba a reacción de disociación e calcule a concentración molar de cada unha das especies existentes na disolución unha vez alcanzado o equilibrio. 4.. Calcule o ph da disolución e o grado de ionización do ácido. Dato: Ka(C H 4 O ) =1, A reacción que ten lugar é: CH 3 COOH + HF H + O H CH 3 COO - O F - + H 3 O + H 3 O + [Inicial] 0,1 M - - Reaccionan - x M x M x M [Equilibrio] (0,1-x) M x M x M CH e a expresión do 3COO H3O 1, x 1,3410 x (0,1 x) 3 K a CH 3 COOH 1,8.10 5, despexando o valor da x e despreciando ésta frente a 0,1 M, resulta: M; e as concentracións das especies CH OO H O CH OOH 0,1 1, [OH ] 7,7.10 1, ,1 3-1 M 3 1, ph logh O,9; e o grao de disociación, 1,3.10 ou 1,3 % 1,0 punto por apartado. Total puntos , Disponse no laboratorio dun frasco con 100 ml dunha disolución de ácido nítrico 10,0 M que se preparou a partir dunha disolución de ácido nítrico do 65% de riqueza e 1,39 g ml -1 de densidade Que volume tiveron que tomar deste último para preparar a disolución do frasco? 3 M M

28 5.. Indique o material e detalle o procedemento para preparar 50 ml dunha disolución de ácido nítrico,0 M, a partir da disolución de ácido nítrico 10,0 M O número de moles de ácido nítrico da disolución que contén o frasco son: 0,1 L 10 mol/l 1mol HNO 3. Agora calcúlase o volume de ácido nítrico da disolución de partida que se empregou para preparar a devandita disolución. 63 g HNO3 100 g disolución 1mL 1mol HNO3. 69,7 ml 70,0mL mol HNO 65 g HNO 1,39 g disolución Cálculo, procedemento e material: Imos preparar unha disolución diluida ( M) a partires doutra máis concentrada (10 M), o primeiro é calcular o volumen da disolución concentrada que imos utilizar: 0,5 L.,0 M V 1. M1 V. M V.10 M 0,5 L. M V 0,05 L 10,0 M 50 ml de la disolución 10,0 M Nun matraz aforado de 50 ml engádese un pouco de agua. Medir cunha pipeta (probeta) os 50,0 ml da disolución de HNO 3 e vertelos no matraz. Seguidamente engádese agua ata cerca do enrase. Homoxeneizar e enrasar coa axuda dun contagotas. Coa axuda dun funil transvasa-la disolución preparada a un frasco adecuado que se etiqueta. 1,0 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN 1. Considere as especies químicas CS, SiCl 4 y NCl 3 e responda razoadamente ás seguintes cuestións: 1.1. Xeometría molecular de cada unha das especies químicas. 1.. Explique se as moléculas CS e NCl 3 teñen ou non momento dipolar Explicaranse polas teorías de RPECV (estruturas Lewis) ou pola teoría da hibridación (configuracións electrónicas). Lineal Tetraédrica Pirámide trigonal Hibridación sp Hibridación sp 3, 4 pares enlazantes Hibridación sp 3, 3 pares enlazantes y uno no enlazante 1.. A electronegatividade dos átomos determina a polaridade do enlace. Para a posible polaridade da molécula haberá que ter en conta tamén a xeometría molecular. Momento dipolar Momento dipolar 1,0 punto por apartado. Total puntos...1. Formule os seguintes compostos: hidruro de litio, dietilamina, metilbutanona, permanganato de potasio.. Nomee os seguintes compostos: CH 3 -CH -CH -CHO CH =CH-CH(CH 3 )-CH 3 C 6 H 5 OH K CO 3

29 .1. Hidruro de litio: LiH Dietilamina: CH 3 CH NHCH CH 3 o (CH 3 CH ) NH; Metilbutanona CH 3 CH(CH 3 )COCH 3 ; Permanganato de potasio: KMnO 4.. Butanal; 3-metil-1-buteno; fenol, carbonato de potasio 1,0 punto por apartado. Total puntos. 3. O produto de solubilidade, a 5ºC, do MgF é de 8, Cantos gramos de MgF poden disolverse en 50 ml de auga?. 3.. Cantos gramos de MgF disolveranse en 50 ml dunha disolución 0,1 M dun sal totalmente disociado como o Mg(NO 3 )? O proceso que ten lugar é: MgF (s) Mg + (aq) + F - (aq) s s Ks Mg F s.(s) 8,0.10 4s s,71.10 M mol MgF 6,3 g MgF 3, ,50 ml L mol MgF 0,04 g MgF 3.. Cando engadimos MgF a unha disolución de Mg(NO 3 ), a concentración de ións Mg + será a suma da concentración dos ións Mg + procedentes da disociación do Mg(NO 3 ) (que está totalmente disociado) e dos ións Mg + procedentes do MgF disolto. Mg(NO 3 ) (s) Mg + (aq) + NO 3 - (aq) 0,1 M x 0,1 M Se chamamos s á solubilidade do MgF nestas condicións, a 8 Ks 8,8.10 Mg. F ( s 0,1)(s ) ; s é despreciable fronte a 0, e polo tanto: 8, (0,1) 4s s',0.10 s',0 10 4,4710 M 4, mol MgF L 6,3 g MgF 0,50 L mol MgF 7, g MgF 1,0 punto por apartado. Total puntos. 4. O cloro gasoso obtense pola oxidación do HCl con HNO 3 producíndose ademáis NO e H O Axuste a reacción molecular polo método do ión-electrón. 4.. Calcule o volume de cloro obtido, a 5ºC e 1 atm (101,3 kpa), cando reaccionan 500 ml dunha disolución acuosa M de HCl con HNO 3 en exceso, se o rendemento da reacción é do 80 %. Datos: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4.1. Semirreacción oxidación: Cl - Cl + e - Semirreacción redución: (NO H + +1e - NO + H O) x Ecuación iónica: Cl - + NO H + Cl + NO + H O

30 Ecuación molecular: HCl + HNO 3 Cl + NO + H O 4.. Unha vez axustada a reacción e tendo en conta a estequiometría desta: mol HCl 1mol Cl 80 0,5 L 0,40 mol Cl L mol HCl 100 0,40 mol 0,08 atm L K mol P V n R T V 1atm 1,0 punto por apartado. Total puntos. 1 1 (73 5) K 9,8 L 5. Deséxase calcular no laboratorio a entalpía de disolución do NaOH (s) e para iso disólvense 4,0 g de NaOH en 500 ml de agua nun calorímetro que ten un equivalente en auga de 15 g, producíndose un aumento da temperatura de,0 ºC Explique detalladamente o material e procedemento empregados. 5.. Cal é a entalpía molar de disolución do NaOH?. Datos: Calor específico (auga) Calor específico (disolución) = 4,18 J/g ºC e densidade do auga= 1 g ml Material: calorímetro con termómetro e axitador, balanza, vidro de reloxo, probeta, espátula. Procedemento: nun calorímetro introducimos 500 ml de auga medidos cunha probeta; anotamos a temperatura inicial que marca o termómetro, T 1. Nunha balanza pesamos 4 g de NaOH, introducímolos no calorímetro coa auga, péchase e removemos co axitador. Lemos no termómetro a temperatura máxima que acada, T. Neste caso o T= T - T 1 = ºC. 5.. A calor desprendida na reacción: Q ( m. Ce. T equiv. C. T ) reac disolución calorímetro Polo tanto a calor sería igual: Q 500 ml. 1g/mL 4g. 4,18J/gº C. º C (15g. 4,18J/gº C. º C 4338,8 reac e J O número de moles: disolución: H NaOH 1mol NaOH 4g NaOH. 0,1mol NaOH 40g NaOH J 4,34.10 J/mol 43,4 kj/mol 0,1 mol n e polo tanto a entalpía de Q 4 nº mol

31 PAU Código: 7 XUÑO 015 QUÍMICA Calificación: El alumno elegirá UNA de las dos opciones. Cada pregunta se calificará con puntos. OPCIÓN A El potencial de reducción estándar del Au³+/Au es 1,3 V. Indique si a 5 C el ácido clorhídrico reacciona con el oro. Escribe la reacción que tendría lugar. Dato: E (H+/H₂) = 0,00 V 1.. Escribe la fórmula del 3-hexeno y analiza la posibilidad de que presente isomería geométrica. Razona las respuestas.. Indica razonadamente si las siguientes afirmaciones son correctas..1. La primera energía de ionización del cesio es mayor que la del bario... El potasio tiene un radio atómico menor que el bromo. 3. En un recipiente de,0 L se introducen 0,043 moles de NOCl(g) y 0,010 moles de Cl₂(g). Se cierra, se calienta hasta una temperatura de 30 C y se deja que alcance el equilibrio: NOCl(g) ½ Cl₂(g) + NO(g). Calcula: 3.1. El valor de K sabiendo que en el equilibrio se encuentran 0,031 moles de NOCl(g). 3.. La presión total y las presiones parciales de cada gas en el equilibrio. Dato: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ 4. La anilina (C₆H₅NH₂) es un base de carácter débil con una K= 4,1.10 ¹⁰. Calcule: 4.1. El ph de una disolución acuosa 0,10 M de anilina. 4.. El valor de la constante de acidez del ácido conjugado de la anilina. Dato: K = 1,0 10 ¹⁴ Indica el material a utilizar y el procedimiento a seguir para determinar la entalpía de neutralización de 100 ml de HCl,0 M con 100 ml de NaOH,0 M. 5.. Calcula el valor de la entalpía de neutralización expresado en kj/mol si el incremento de temperatura que se produce es de 1 C. Datos: Calor específico(mezcla)= Calor específico(agua)= 4,18 J/g C; densidades de las disoluciones del ácido y de la base=1,0 g ml ¹. Considere despreciable la capacidad calorífica del calorímetro. OPCIÓN B Justifica si una disolución acuosa de NH₄NO₃ será ácida, básica o neutra. 1.. La metilamina en disolución acuosa se comporta como una base débil, de forma similar al amoniaco. Escribe la reacción e indique los pares ácido/base conjugados...1. Razona cómo varía el radio atómico para los elementos del grupo de los metales alcalinos... Escribe la fórmula desarrollada de: dimetiléter, propanoato de isopropilo, -metil--penteno, propanona. 3. La solubilidad del BaF₂ en agua es de 1,30 g L ¹. Calcula: 3.1. El producto de solubilidad de la sal. 3.. La solubilidad del BaF₂ en una disolución acuosa 1 M de BaCI₂, considerando que esta sal está totalmente disociada. 4. Dada la siguiente reacción: Cu(s) + HNO₃(aq) Cu(NO₃)₂(aq) + NO(g) + H₂O(l) 4.1. Escribe y ajusta por el método del ión-electrón la ecuación molecular, indicando las semirreacciones correspondientes. 4.. Calcula el volumen de NO medido en condiciones normales que se desprenderá por cada 100 g de cobre que reaccionan si el rendimiento del proceso es del 80%. Dato: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ 5. Al hacer reaccionar una disolución de cloruro de calcio y otra de carbonato de sodio, se obtiene un precipitado de carbonato de calcio Escribe la reacción que tiene lugar e indica cómo calcularías el rendimiento de la reacción. 5.. Indica el material y describe el procedimiento a seguir en el laboratorio para la obtención y separación del precipitado.

32 Soluciones OPCIÓN A 1.- a) El potencial de reducción estándar del Au³+/Au es 1,3 V. Indica si a 5 C el ácido clorhídrico reacciona con el oro. Escribe la reacción que tendría lugar. Dato: E (H+/H₂) = 0,00 V b) Escribe la fórmula del 3-hexeno y analice la posibilidad de que presente isomería geométrica. Razona las respuestas. Solución: a) La condición para que una reacción química sea espontánea es que la energía libre ΔG de Gibbs sea negativa. La relación matemática entre la energía libre ΔG de Gibbs y el potencial electroquímico E, es ΔG = -n F E en la que n es el número de electrones intercambiados por cada mol de especie reducida u oxidada, F es 1 Faraday que corresponde a la carga de un mol de electrones y E es el potencial electroquímico del proceso. Como ΔG y E son de signos opuestos, la condición para que una reacción sea espontánea es que E > 0 Suponiendo que la reacción que tiene lugar es (sin ajustar) Au(s) + HCl(aq) AuCl₃(aq) + H₂(g) y escribimos la semirreacciones: Reducción: H+ + e H₂ E = 0,0 V ΔG = - F E = 0 [J] Oxidación: Au Au³+ + 3 e E = -1,3 V ΔG = -3 F E = 3,9 F [J] Aunque para ajustar la reacción iónica hay que multiplicar cada semirreacción por un coeficiente, el potencial vale lo mismo, puesto que lo que cambia es la energía libre de Gibbs. Se multiplica la primera ecuación por 3 y la segunda por 6 H+ + 6 e 3 H₂ E₁ = 0,0 V ΔG₁ = -6 F E₁ = 0 [J] Au Au³+ + 6 e E₂ = -1,3 V ΔG₂ = -6 F E₂ = 7,8 F [J] 6 H+ + Au Au³+ + 3 H₂ E₁ + E₂ = 1,3 V ΔG = ΔG₁ + ΔG₂ = 7,8 F [J] Como E = Δ G 6 F ΔG = -6 F E F [ J] =7,8 6 F = 1,3 V que coincide con la suma de los potenciales de las reacciones: E = E₁ + E₂ El potencial de la reacción global sale negativo, por lo tanto, el proceso no será espontáneo y no se producirá ninguna reacción entre el oro y el ácido clorhídrico. Solución: Un compuesto tendrá isomería geométrica (cis-trans), si tiene al menos un doble enlace en el que los grupos unidos a cada carbono del doble enlace sean distintos. El 3-hexeno CH₃-CH₂-CH=CH-CH₂-CH₃ tiene un doble enlace entre los carbonos 3 y 4, y cada uno de ellos está unido a dos grupos distintos: hidrógeno (-H) y etilo (-CH₂-CH₃). Existen dos isómeros geométricos, que se pueden llamar cis y trans o Z y E. CH 3 C CH H H C CH C H CH CH 3 CH 3 CH CH CH 3 (E)-3-hexeno (Z)-3-hexeno trans- 3-hexeno cis- 3-hexeno.- Indica razonadamente si las siguientes afirmaciones son correctas.

33 a) La primera energía de ionización del cesio es mayor que la del bario. b) El potasio tiene un radio atómico menor que el bromo. Solución: a) Falsa La primera energía de ionización es la energía mínima necesaria para arrancar un mol de electrones a un mol de átomos en fase gaseosa y en estado fundamental para dar iones monopositivos gaseosos. Será más fácil arrancar un electrón a un átomo cuando el ión formado adquiere la configuración electrónica de un gas noble. Por eso el cesio es el que posee la menor primera energía de ionización. Cs(g) Cs+(g) + e (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ (4s)² (3d)¹⁰ (4p)⁶ (5s)² (4d)¹⁰ (5p)⁶ (6s)¹ (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ (4s)² (3d)¹⁰ (4p)⁶ (5s)² (4d)¹⁰ (5p)⁶ Ba(g) (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ (4s)² (3d)¹⁰ (4p)⁶ (5s)² (4d)¹⁰ (5p)⁶ (6s)² Ba+(g) + e (1s)² (s)² (p)⁶ (3s)² (3p)⁶ (4s)² (3d)¹⁰ (4p)⁶ (5s)² (4d)¹⁰ (5p)⁶ (6s)¹ b) Falsa El radio atómico de un elemento se define como la mitad de la distancia internuclear en la molécula diatómica (si forma moléculas diatómicas) o de la distancia entre dos átomos en la estructura cristalina. Las predicciones de la variación de radio atómico a lo largo de un período se basan en el efecto de la fuerza de atracción que ejerce la carga nuclear sobre los electrones externos haciendo que se aproximen al núcleo y den un tamaño menor. Como la carga nuclear aumenta con el número atómico, el radio menor será el del potasio. 3. En un recipiente de,0 L se introducen 0,043 moles de NOCl(g) y 0,010 moles de Cl₂(g). Se cierra, se calienta hasta una temperatura de 30 C y se deja que alcance el equilibrio: NOCl(g) ½ Cl₂(g) + NO(g). Calcula: a) El valor de K sabiendo que en el equilibrio se encuentran 0,031 moles de NOCl(g). b) La presión total y las presiones parciales de cada gas en el equilibrio. Dato: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ Rta.: a) K c = 0,035; b) p = 74 kpa; p(nocl) = 39 kpa; p(cl₂) = 0 kpa; p(no) = 15 kpa Datos Cifras significativas: 3 Gas: Volumen V =,00 dm³ Temperatura Cantidad inicial de NOCl Cantidad inicial de Cl₂ Cantidad de NOCl en el equilibrio Incógnitas Constante del equilibrio K Presión total en el equilibrio Presiones parciales de cada gas en el equilibrio Otros símbolos Cantidad de gas que ha reaccionado Ecuaciones Ecuación de estado de los gases ideales Ley de Dalton de las presiones parciales T = 30 C= 303 K n₀(nocl) = 0,0430 mol NOCl n₀(cl₂) = 0,01 0 mol Cl₂ nₑ(nocl) = 0,0310 mol NOCl K p p(nocl), p(cl₂), p(no) n p V = n R T p= n R T V p = p

34 Ecuaciones Concentración de la sustancia X Constante del equilibrio: a A + b B c C + d D [X] =n(x) / V K c = [C] c d e[ D] e [ A] a b e [B] e Solución: a) Se calcula la cantidad de NOCl que ha reaccionado n = nₑ n₀ = 0,0310 0,0430 = -0,010 mol NOCl y se construye una tabla para calcular las cantidades de productos y reactivos en el equilibrio a partir de la estequiometría de la reacción NOCl(g) ½ Cl₂(g) + NO(g) NOCl ½ Cl₂ NO Cantidad inicial n₀ 0,0430 0, mol Cantidad que reacciona o se forma n 0,010 0,010 / = 0, ,010 mol Cantidad en el equilibrio nₑ 0,0310 0,0160 0,010 mol Se calcula la constante de equilibrio: 0,010 K c = [ NO] [ Cl ] 1/ e e = [ NOCl] e 0,0160 0,0310 =0,03406 (concentraciones en mol/dm³) b) Se calculan las presiones parciales de cada gas a partir de las cantidades en el equilibrio. Suponiendo comportamiento ideal para los gases: p (NOCl)= n (NOCl) R T V p (Cl )= n (Cl ) R T V = 0,0310 mol 8,31 J mol 1 K K, m 3 =3, Pa=39,1 kpa = 0,0160 mol 8,31 J mol 1 K K, m 3 =, Pa=0, kpa n (NO) R T p (NO)= = 0,010 mol 8,31 J mol 1 K K =1, Pa=15,1 kpa V, m 3 Se calcula la presión total por la ley de Dalton: p = p(nocl) + p(cl₂) + p(no) = 39,1 [kpa] + 0, [kpa] + 15,1 [kpa] = 74,4 kpa 4.- La anilina (C₆H₅NH₂) es un base de carácter débil con una K= 4,1 10 ¹⁰. Calcula: a) El ph de una disolución acuosa de concentración 0,10 mol/dm³ de anilina. b) El valor de la constante de acidez del ácido conjugado de la anilina. Dato: K = 1,0 10 ¹⁴ Rta.: a) ph = 8,81; b) Kₐ =,4 10 ⁵ Datos Cifras significativas: 3 Concentración de la disolución de anilina Constante de basicidad de la anilina Producto iónico del agua Incógnitas ph de la disolución [C₆H₅NH₂]₀ = 0,100 mol/dm³ K = 4,10 10 ¹⁰ K = [H+] [OH ] = 1,00 10 ¹⁴ ph

35 Incógnitas Constante de acidez del ácido conjugado de la anilina Kₐ Otros símbolos Disolución Concentración (mol/dm³) de base débil que se disocia Cantidad de la sustancia X Cantidad disociada Cantidad inicial Concentración de la sustancia X Ecuaciones Constante de basicidad de la base: B(OH)(aq) Bᵇ+(aq) + b OH (aq) ph poh D x n(x) n n₀ [X] K b = [Bb+ ] e [OH b ] e [B(OH) b ] e ph = log[h+] poh = log[oh ] Producto iónico del agua pk = ph + poh = 14 Solución: a) Como la anilina es una base débil, se disociará en agua según la ecuación: La constante de basicidad K es: C₆H₅NH₂(aq) + H₂O(l) C₆H₅NH₃+(aq) + OH (aq) Concentración C₆H₅NH₂ C₆H₅NH₃+ OH [X]₀ inicial 0, mol/dm³ [X] disociada o formada x x x mol/dm³ [X]ₑ en el equilibrio 0,100 x x x mol/dm³ K b = [C H NH ] e [ OH - ] e = [ C 6 H 5 NH ] e x x =4, (0,100 x ) Si, en primera aproximación, consideramos despreciable x frente a 0,100, la ecuación se reduce a: que, comparada con 0,100 es despreciable. x = 0,100 4, =6, mol /dm 3 [OH ]ₑ = x = 6,40 10 ⁶ mol OH / dm³ Aunque se puede calcular la [H+] a partir del equilibrio de ionización del agua resulta más sencillo calcular el ph de la relación: H₂O(l) H+(aq) + OH (aq) K = [H+] [OH ] = 1,00 10 ¹⁴ pk = ph + poh = 14 que se obtiene de la anterior sin más que aplicar logaritmos y usar las definiciones de ph y poh. poh = log[oh ] = log(6,40 10 ⁶) = 5,19 ph = 14,00 5,19 = 8,81 Análisis: Este ph es consistente con el esperado. Si la anilina fuera una base fuerte, el ph de una disolución de concentración 0,1 mol/dm³ sería ph 14 + log 0,1 = 13. Una base débil tendrá un ph menos básico, más próximo a 7.

36 b) El ácido conjugado de la anilina es un ácido porque en disolución acuosa cedería hidrogeniones al agua: C₆H₅NH₃+(aq) C₆H₅NH₂(aq) + H+(aq) La expresión de la constante de acidez del ácido conjugado de la anilina es: K a = [ C 6 H 5 NH ] e [H+ ] e [ C 6 H 5 NH 3 + ] e Si multiplicamos la constante de basicidad de la anilina por la constante de acidez de su ácido conjugado obtenemos K b K a = [C H NH ] e [OH - ] e [ C H NH ] 6 5 e [H+ ] e =[ OH - ] [C 6 H 5 NH ] e [C 6 H 5 NH + e [ H + ] e =K w 3 ] e la constante de ionización del agua que vale K = 1 10 ¹⁴ 1, K a = K w = 10 5 K b 4, =, a) Indica el material a utilizar y el procedimiento a seguir para determinar la entalpía de neutralización de 100 cm³ de una disolución de HCl de concentración,0 mol/dm³ con 100 cm³ de una disolución de NaOH de concentración,0 mol/dm³. b) Calcula el valor de la entalpía de neutralización expresado en kj/mol si el incremento de temperatura que se produce es de 1 C. Datos: Calor específico(mezcla) = Calor específico(agua) = 4,18 J/g C; densidades de las disoluciones del ácido y de la base = 1,0 g/cm³. Considera despreciable la capacidad calorífica del calorímetro. Rta.: Hₙ = 50 kj/mol Solución: Material: Calorímetro de 50 cm³: recipiente aislado (como un termo) Probeta de 100 cm³. Tubo cilíndrico graduado con base de apoyo. Termómetro Agitador. Varilla de vidrio. Procedimiento: En una probeta de 100 cm³, se miden 100 cm³ de disolución de HCl de concentración,0 mol/dm³ y se vierten en un calorímetro. Se mide la temperatura con un termómetro. Se lava la probeta y se miden 100 cm³ de disolución de NaOH de concentración,0 mol/dm³. Se mide su temperatura que debería ser la misma que la de la disolución de HCl ya que están ambas a la temperatura del laboratorio. Se echa la disolución de hidróxido de sodio en el calorímetro y se agita con una varilla, comprobando la temperatura. Se anota el valor máximo. Se vacía el calorímetro y se lava. Cálculos: (Supondré que los datos tienen al menos dos cifras significativas) El calor específico de la mezcla es igual al calor específico del agua. c = 4,18 J g ¹ C ¹ Las densidades de las disoluciones del ácido y de la base son iguales a la densidad del agua. ρ = 1,0 g/cm³ El calor ganado por el calorímetro es despreciable. Q = 0 La masa de la disolución del ácido es: m(disolución ácido) = V(disolución ácido) ρ = 100 cm³ 1,0 g/cm³ = 100 g La masa de la disolución de la base da el mismo resultado que la del ácido: m(disolución base) = V(disolución base) ρ = 100 cm³ 1,0 g/cm³ = 100 g La masa de la disolución final es la suma de las masas de las disoluciones del ácido y de la base: m(disolución) = m(disolución ácido) + m(disolución base) = 100 g g = 00 g

37 El calor ganado por la disolución es: Q = m(disolución) cₑ(disolución) t = 00 g 4,18 J g ¹ C ¹ 1 C = 1,0 10⁴ J Q(cedido en la neutralización) + Q(ganado por la disolución) + Q(ganado por el calorímetro) = 0 Q(cedido en la neutralización) = 1,0 10⁴ J En la reacción: que se puede escribir en forma iónica: reacciona: con HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H₂O(l) H+(aq) + OH (aq) H₂O(l) n(hcl) = 0,100 dm³,0 mol HCl / dm³ = 0,0 mol HCl n(naoh) = 0,100 dm³,0 mol HCl / dm³ = 0,0 mol NaOH No hay reactivo limitante, por lo que la entalpía de la reacción es: Δ H n o = 1,0 104 J 0,0 mol 1 kj = 50 kj/ mol 10 3 J Análisis: Este resultado difiere bastante del tabulado, -57,9 kj/mol, aunque dentro del orden de magnitud. OPCIÓN B 1. a) Justifica si una disolución acuosa de NH₄NO₃ será ácida, básica o neutra. b) La metilamina en disolución acuosa se comporta como una base débil, de forma similar al amoniaco. Escribe la reacción e indica los pares ácido/base conjugados. Solución: El nitrato de amonio tendrá carácter ácido. Al disolverse el nitrato de amonio, (compuesto iónico), sus iones se solvatarán y separarán. NH₄NO₃(aq) NH₄+(aq) + NO₃ (aq) El ión nitrato proviene de un ácido fuerte (el ácido nítrico), y el posible equilibrio NO₃ (aq) + H₂O(l) OH (aq) + HNO₃(aq) está totalmente desplazado hacia la izquierda. No se hidroliza. Pero el ión amonio proviene de una base débil (el amoníaco), y se hidroliza. NH₄+(aq) + H₂O(l) NH₃(aq) + H₃O+(aq) Solución: CH₃NH₂(aq) + H₂O(l) CH₃NH₃+(aq) + OH (aq) Sustancia Ácido Base conjugada Base Ácido conjugado CH₃NH₂ H₂O OH CH₃NH₂ CH₃NH₃+.- a) Razona cómo varía el radio atómico para los elementos del grupo de los metales alcalinos. b) Escribe la fórmula desarrollada de: dimetiléter, propanoato de isopropilo, -metil--penteno, propanona.

38 Solución: a) Aumenta hacia abajo porque el radio de los orbitales aumenta con el número cuántico principal que corresponde al período. Rta.: b) dimetiléter: H H C H H H C -metil--penteno: H H H O C H C C H H H H C H C H H C H propanoato de isopropilo: H propanona: H H C H H H C H C O H C H C O H H O H H C H C H C H H 3.- La solubilidad del BaF₂ en agua es de 1,30 g/dm³. Calcula: a) El producto de solubilidad de la sal. b) La solubilidad del BaF₂ en una disolución acuosa de concentración 1 mol/dm³ de BaCI₂, considerando que esta sal está totalmente disociada. Rta.: a) Kₛ = 1,63 10 ⁶; b) s₂ = 6,38 10 ⁴ mol/dm³ Datos Cifras significativas: 3 Solubilidad del BaF₂ Concentración de la disolución del BaCl₂ Masa molar del fluoruro de bario Incógnitas Producto de solubilidad del BaF₂ Kₛ Solubilidad del BaF₂ en BaCl₂ 1 mol/dm³ Otros símbolos Concentración (mol/dm³) en de BaF₂ en agua Ecuaciones Cantidad (número de moles) Concentración molar (mol/dm³) Producto de solubilidad del equilibrio: BAₐ(s) b B β +(aq) + a A α (aq) Solución: a) La solubilidad del fluoruro de bario es: s = 1,30 g/dm³ [BaCl₂] = 1,00 mol/dm³ M(BaF₂) = 175 g/mol s₂ s n = m / M s = n / V = s / M Kₛ = [A α ]ᵃ [B β +]ᵇ El equilibrio de solubilidad es 1,3 g/dm3 [BaF ]=s = =0, mol /dm3 175 g/ mol BaF₂(s) Ba²+(aq) + F (aq) BaF₂ Ba²+ F Concentración en el equilibrio [X]ₑ s s mol/dm³ La constante de equilibrio Kₛ es: Kₛ = [Ba²+]ₑ [F ]ₑ² = s ( s)² = 4 s³ = 4 (0,007041)³ = 1,63 10 ⁶ b) Se supone que la concentración de cloruro de bario tiene tres cifras significativas.

39 El cloruro de bario estará totalmente disociado. La constante de equilibrio Kₛ es: BaCl₂(s) Ba²+(aq) + Cl (aq) [Ba²+] = [BaCl₂] = 1,00 mol Ba²+ /dm³ D Concentración BaF₂ Ba²+ F inicial [X]₀ 1,00 0 mol/dm³ reacciona o se forma [X] s₂ s₂ s₂ mol/dm³ en el equilibrio [X]ₑ 1,00 + s₂ s₂ mol/dm³ Kₛ = [Ba²+]ₑ [F ]ₑ² = (1,00 + s₂) ( s₂)² = 1,63 10 ⁶ En primera aproximación, podemos considerar despreciable s₂ frente a 1,00, (s₂ 1,00). Entonces: 1,00 ( s₂)² 1,63 10 ⁶ s = 1, ,00 4 =6, mol/ dm 3 que es despreciable. Si se quiere, se puede calcular la solubilidad en g/dm³, que sería s ₂ = 6,38 10 ⁴ mol/dm³ 175 g/mol = 0,11 g/dm³ Análisis: Se ve que la solubilidad en BaCl₂, s₂ = 6,38 10 ⁴ mol/dm³ es menor que la solubilidad en agua, s₁ = 0, mol/dm³, debido al efecto del ión común Ba² Dada la siguiente reacción: Cu(s) + HNO₃(aq) Cu(NO₃)₂(aq) + NO(g) + H₂O(l) a) Escribe y ajusta por el método del ión-electrón la ecuación molecular, indicando las semirreacciones correspondientes. b) Calcula el volumen de NO medido en condiciones normales que se desprenderá por cada 100 g de cobre que reaccionan si el rendimiento del proceso es del 80%. Dato: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ Rta.: a) 8 HNO₃ + 3 Cu 3 Cu(NO₃)₂ + NO + 4 H₂O; b) V = 18,8 dm³ NO Datos Cifras significativas: 3 Masa de cobre m = 100 g Cu Rendimiento de la reacción r = 80,0 % Gas: Temperatura T = 0 C = 73 K Presión Constante de los gases ideales p = 1,00 atm R = 0,080 atm dm³ mol ¹ K ¹ Masa molar: Cobre M(Cu) = 63,5 g/mol Incógnitas Volumen de NO que se forma en las condiciones indicadas Otros símbolos Cantidad de sustancia (número de moles) Ecuaciones De estado de los gases ideales Solución: a) Las semirreacciones iónicas son: Oxidación: Cu Cu²+ + e V n p V = n R T

40 Reducción: NO₃ + 4 H+ + 3 e NO + H₂O Multiplicando la primera por 3, la segunda por y sumando, se obtiene la reacción iónica ajustada. 3 Cu + NO₃ + 8 H+ 3 Cu²+ + NO + 4 H₂O Sumando 6 NO₃ a cada lado de la ecuación y juntando los iones de signos opuestos se obtiene la reacción global: b) 8 HNO₃(aq) + 3 Cu(s) 3 Cu(NO₃)₂(aq) + NO(g) + 4 H₂O(l) n(no)=100 g Cu 1 mol Cu 63,5 g Cu Como el rendimiento es del 80 %, se obtienen realmente V = n R T p mol NO 3 mol Cu =1,05 mol NO esperados n = 80,0 % 1,05 mol = 0,840 mol NO = 0,840 mol NO 0,080 atm dm 3 mol 1 K 1 73 K =18,8 dm 3 NO 1,00 atm 5. Al hacer reaccionar una disolución de cloruro de calcio y otra de carbonato de sodio, se obtiene un precipitado de carbonato de calcio. a) Escribe la reacción que tiene lugar e indica cómo calcularías el porcentaje del rendimiento de la reacción. b) Indica el material y describe el procedimiento a seguir en el laboratorio para la obtención y separación del precipitado. Solución: Se produce la reacción de precipitación: y se obtiene un precipitado de carbonato de calcio. CaCl₂(aq) + Na₂CO₃(aq) CaCO₃(s) + CaCl₂(aq) Cálculo del rendimiento Se calcula la masa de carbonato de calcio que debería obtenerse a partir de los datos de las disoluciones de cloruro de calcio y carbonato de sodio. El rendimiento se obtiene dividiendo la masa obtenida entre la calculada y se expresa el resultado en tanto por ciento. Material Vasos de precipitados (), varilla de vidrio, embudo büchner, matraz kitasato, papel de filtro. Procedimiento Si, como indica el enunciado, ya están preparadas las disoluciones, sólo hay que verter una sobre la otra. Para separar el precipitado, se coloca un papel de filtro circular en un embudo büchner ajustándolo para no dejar orificios libres y se humedece con agua para que quedase adherido. Se ajusta el embudo büchner sobre un matraz kitasato y el vástago lateral del kitasato se conecta a una trompa de vacío. Se abre el grifo y se vierte el contenido del vaso (precipitado y líquido sobrenadante) en el embudo. Se echa más agua sobre el precipitado que aún queda en el vaso para llevarlo al embudo. a la trompa de vacío Cuando ya no gotee más agua en el interior del kitasato, se desencaja el embudo y se cierra el grifo. Se quita el papel de filtro y se deja a secar un día o dos. büchner kitasato Cuestiones y problemas de las Pruebas de Acceso a la Universidad (P.A.U.) en Galicia. Respuestas y composición de Alfonso J. Barbadillo Marán. Algunos cálculos se hicieron con una hoja de cálculo OpenOffice (o LibreOffice) del mismo autor. Algunas ecuaciones y las fórmulas orgánicas se construyeron con la extensión CLC09 de Charles Lalanne-Cassou.

41 La traducción al/desde el gallego se realizó con la ayuda de traducindote, de Óscar Hermida López. Se procuró seguir las recomendaciones del Centro Español de Metrología (CEM)

42 PAU Código: 7 SETEMBRO 015 QUÍMICA Calificación: El alumno elegirá UNA de las dos opciones. Cada pregunta se calificará con puntos. OPCIÓN A 1. Utilizando los valores de los potenciales de reducción estándar siguientes: E (Fe²+/Fe) = -0,44 V; E (Cd²+/Cd) = -0,40 V; E (Cu²+/Cu) = +0,34 V, justifica cuál o cuáles de las siguientes reacciones se producirán de manera espontánea: 1.1. Fe²+(ac) + Cu(s) Fe(s) + Cu²+(ac) 1.. Cu²+(ac) + Cd(s) Cu(s) + Cd²+(ac). Para la siguiente reacción en equilibrio: BaO₂(s) BaO(s) + O₂(g) H > 0.1. Escribe la expresión para las constantes de equilibrio K y K, así como la relación entre ambas... Razona cómo afecta al equilibrio un aumento de presión a temperatura constante A partir de los datos de la tabla, calcula la entalpía estándar de combustión del metano. Enlace C H O H O = O C = O Entalpía de enlace en condiciones estándar (kj/mol) Calcula el volumen de dióxido de carbono medido a 5 C y 1 atm (101,3 kpa) que se generará en la combustión completa de 100 g de metano. Dato: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ 4. Una disolución acuosa contiene 0,1 moles por litro de ácido acético (ácido etanoico) Escribe la reacción de disociación y calcula la concentración molar de cada una de las especies existentes en la disolución una vez alcanzado el equilibrio. 4.. Calcula el ph de la disolución y el grado de ionización del ácido. Dato: Kₐ(C₂H₄O₂) = 1,8 10 ⁵ 5. Se dispone en el laboratorio de un frasco con 100 ml de una disolución de ácido nítrico 10,0 M que se preparó a partir de una disolución de ácido nítrico del 65 % de riqueza y 1,39 de densidad Qué volumen tuvieron que tomar de este último para preparar la disolución del frasco? 5.. Indica el material y detalla el procedimiento para preparar 50 ml de una disolución de ácido nítrico,0 M, a partir de la disolución de ácido nítrico 10,0 M. OPCIÓN B 1. Considera las especies químicas CS₂, SiCl₄ y NCl₃ y responde razonadamente las siguientes cuestiones: 1.1. Geometría molecular de cada una de las especies químicas. 1.. Explica si las moléculas CS₂ y NCl₃ tienen o no momento dipolar...1. Formula los siguientes compuestos: hidruro de litio, dietilamina, metilbutanona, permanganato de potasio... Nombra los siguientes compuestos: CH₃ CH₂ CH₂ CHO, CH₂=CH CH(CH₃) CH₃, C₆H₅OH, K₂CO₃ 3. El producto de solubilidad a 5 C del MgF₂ es de 8,0 10 ⁸ Cuántos gramos de MgF₂ se pueden disolver en 50 ml de agua? 3.. Cuántos gramos de MgF₂ se disolverán en 50 ml de una disolución 0,1 M de una sal totalmente disociada como el Mg(NO₃)₂? 4. El cloro gas se obtiene por la oxidación del HCl con el HNO₃ produciéndose además NO₂ y H₂O Ajusta la reacción molecular por el método del ión-electrón. 4.. Calcula el volumen de cloro obtenido, a 5 C y 1 atm (101,3 kpa), cuando reaccionan 500 ml de una disolución acuosa M de HCl con HNO₃ en exceso, si el rendimiento de la reacción es del 80 %. Dato: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ 5. Se desea calcular en el laboratorio la entalpía de disolución del NaOH(s) y para eso se disuelven 4,0 g de NaOH en 500 ml de agua en un calorímetro que tiene un equivalente en agua de 15 g, produciéndose un aumento de la temperatura de,0 C Explica detalladamente el material y procedimiento empleados. 5.. Cuál es la entalpía molar de disolución del NaOH? Datos: Calor específico(agua) Calor específico(disolución) = 4,18 J/g C y densidad(agua) = 1 g/ml

43 Soluciones OPCIÓN A 1.- Utilizando los valores de los potenciales de reducción estándar siguientes: E (Fe²+/Fe) = -0,44 V; E (Cd²+/Cd) = -0,40 V; E (Cu²+/Cu) = +0,34 V, justifica cuál o cuáles de las siguientes reacciones se producirán de manera espontánea: a) Fe²+(aq) + Cu(s) Fe(s) + Cu²+(aq) b) Cu²+(aq) + Cd(s) Cu(s) + Cd²+(aq) Solución: La condición para que una reacción química sea espontánea es que la variación de energía libre de Gibbs sea negativa. La relación matemática es: G = -n F E G es la variación de energía libre de Gibbs, n es el número de electrones intercambiados por cada mol de especie reducida u oxidada, F (1 Faraday) es la carga de un mol de electrones y E es el potencial electroquímico del proceso. Como G y E son de signos opuestos, la condición para que una reacción sea espontánea es que a) Para la reacción E > 0 Fe²+(aq) + Cu(s) Fe(s) + Cu²+(aq) Las semirreacciones son: Reducción: Fe²+ + e Fe E = -0,44 V Oxidación: Cu Cu²+ + e E = -0,34 V Fe²+ + Cu Fe + Cu²+ E = -0,78 V El potencial de la reacción global sale negativo, por lo tanto, el proceso no será espontáneo y no se producirá ninguna reacción entre el ión Fe²+ y el Cu. b) Para la reacción b) Cu²+(aq) + Cd(s) Cu(s) + Cd²+(aq) Las semirreacciones son: Reducción: Cu²+ + e Cu E = +0,34 V Oxidación: Cd Cd²+ + e E = +0,40 V Cu²+ + Cd Cu + Cd²+ E = +0,74 V El potencial de la reacción global sale positivo, por lo tanto, el proceso será espontáneo y se producirá la reacción entre el ión Cu²+ y el Cd..- Para la siguiente reacción en equilibrio: BaO₂(s) BaO(s) + O₂(g) H > 0 a) Escribe la expresión para las constantes de equilibrio K y K, así como la relación entre ambas. b) Razona cómo afecta al equilibrio un aumento de presión a temperatura constante. Solución: a) La concentración o la presión de sólidos no aparecen en la expresión de la constante de equilibrio. Las expresiones de las constantes de equilibrio son: K = [O₂] Kₚ = p(o₂) De la ecuación de los gases ideales: p V = n R T p = [n / V] R T Kₚ = K R T b) La constante de equilibrio sólo depende de la temperatura. No varía aunque cambien las cantidades de reactivos o productos, el volumen o la presión. Si se aumenta la presión total, para que K permanezca constante, la concentración de O₂ debe mantenerse. Si el aumento de presión se produce por una disminución de volumen,

44 [O₂] = n(o₂) / V La [O₂] se mantiene si disminuye la cantidad n(o₂) de oxígeno. El equilibrio se desplazará (hacia la izquierda) hasta alcanzar una nuevo estado de equilibrio en el que habrá menos O₂. 3. a) A partir de los datos de la tabla, calcula la entalpía estándar de combustión del metano. Enlace C H O H O = O C = O Entalpía de enlace en condiciones estándar (kj/mol) b) Calcula el volumen de dióxido de carbono medido a 5 C y 1 atm (101,3 kpa) que se generará en la combustión completa de 100 g de metano. Dato: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ Rta.: a) H(CH₄) = -710 kj/mol; b) V = 153 dm³ Datos Cifras significativas: 3 Entalpía de enlace: C H H(C-H) = 413 kj/mol Presión Temperatura Masa de metano Masa molar del metano O H O = O C = O Constante de los gases ideales Incógnitas Entalpía estándar de combustión del metano Volumen de dióxido de carbono Otros símbolos Cantidad de sustancia Ecuaciones Ley de Hess Ecuación de estado de los gases ideales Concentración de la sustancia X Solución: H(O-H) = 48 kj/mol H(O=O) = 498 kj/mol H(C=O) = 715 kj/mol p = 101,3 kpa = 1,013 10⁵ Pa T = 5 C= 98 K m(ch₄) = 100 g CH₄ M(CH₄) = 16,0 g/mol R = 8,31 J K ¹ mol ¹ H(CH₄) V n H = H (prod.) H (react.) p V = n R T [X] = n(x) / V a) La entalpía es una función de estado. La variación de entalpía de un proceso es independiente del camino seguido. La combustión del metano CH₄(g) + O₂(g) CO₂(g) + H₂O(g) puede imaginarse por un hipotético camino de rotura y formación de enlaces: H H C H H C + 4 H H₁ = 4 H(C-H) O = O 4 O H₂ = H(O=O) C + O O=C=O H₃ = - H(C=O) 4 H + O H O H H₄ = -4 H(O-H)

45 La entalpía de combustión del metano puede expresarse: H(CH₄) = 4 H(C-H) + H(O=O) H(C=O) 4 H(O-H) = [kj/mol] [kj/mol] 715 [kj/mol] 4 48 [kj/mol] = -710 kj/mol b) Se calcula la cantidad de CH₄ n(ch 4 )=100 g CH 4 1 mol CH 4 16,0 g CH 4 =6,5 mol CH 4 Se calcula la cantidad de CO₂ de la ecuación de combustión ajustada: n(co₂) = n(ch₄) = 6,13 mol CO₂ Se calcula el volumen de CO₂ de la ecuación de estado de los gases ideales: p V = n R T V = n R T p = 6,5 mol 8,31 J mol 1 K 1 98 K =0,153 m 3 =153 dm 3 101, Pa 4.- Una disolución acuosa contiene 0,1 moles por litro de ácido acético (ácido etanoico). a) Escribe la reacción de disociación y calcula la concentración molar de cada una de las especies existentes en la disolución una vez alcanzado el equilibrio. b) Calcula el ph de la disolución y el grado de ionización del ácido. Dato: Kₐ(C₂H₄O₂) = 1,8 10 ⁵ Rta.: a) [CH₃COO ] = [H+] = 0,00133 mol/dm³; [CH₃COOH] = 0,099 mol/dm³; b) ph =,88; α = 1,33 % Datos Cifras significativas: 3 Concentración de ácido acético Constante de acidez Incógnitas Concentración de ión acetato ph de la disolución Grado de disociación Otros símbolos Concentración (mol/dm³) de ácido débil que se disocia Cantidad de sustancia disociada Cantidad inicial Concentración de la sustancia X Ecuaciones [CH₃ COOH]₀ = 0,100 mol/dm³ Kₐ = 1,80 10 ⁵ [CH₃ COO ]ₑ ph α x n n₀ [X] Constante de acidez del ácido: HₐA(aq) a H+(aq) + Aᵃ (aq) ph poh Grado de disociación K a = [H+ ] ea [A a ] e [H a A] e ph = log[h+] poh = log[oh ] α= n d n 0 = [s] d [s] 0 Solución: a) El ácido acético es un ácido débil, y se disocia en agua según la ecuación: CH₃ COOH(aq) H+(aq) + CH₃ COO (aq) Llamando x a la concentración de ácido que se disocia, se puede escribir:

46 Concentración CH₃ COOH H+ CH₃ COO [X]₀ inicial 0, mol/dm³ [X] disociada o formada x x x mol/dm³ [X]ₑ en el equilibrio 0,100 x x x mol/dm³ La constante de equilibrio Kₐ es: Sustituyendo las concentraciones en el equilibrio K a = [CH 3 COO ] e [H + ] e [ CH 3 COOH] e 1, = x x 0,100 x En una primera aproximación se puede suponer que x es despreciable frente a 0,100 y resolver la ecuación que da: Al calcular el grado de disociación 1, x 0,100 x 0,100 1, =1, mol /dm 3 α= [s] d [s] 0 = 1, mol/ dm 3 0,100 mol /dm 3 =0,01 3=1,33 % se ve que es despreciable por lo que la solución es aceptable. b) Se calcula el ph: [H+]ₑ = [CH₃ COO ]ₑ = x = 0,00133 mol/dm³ [CH₃COOH]ₑ = 0,100 0,00133 = 0,099 mol/dm³ ph = log[h+] = log(1,33 10 ³) =, Se dispone en el laboratorio de un frasco con 100 cm³ de una disolución de ácido nítrico de concentración 10,0 mol/dm³ que se preparó a partir de una disolución de ácido nítrico del 65 % de riqueza y 1,39 g/cm³ de densidad. a) Qué volumen tuvieron que tomar de este último para preparar la disolución del frasco? b) Indica el material y detalla el procedimiento para preparar 50 cm³ de una disolución de ácido nítrico de concentración,0 mol/dm³, a partir de la disolución de ácido nítrico de concentración 10,0 mol/dm³. Rta.: a) V =69,7 cm³ (D 65 %); b) V =50,0 cm³ (D 10 mol/dm³) Datos Cifras significativas: 3 Disolución de partida de HNO₃: Riqueza r = 65 % = 0,650 Densidad ρ = 1,39 g/cm³ Disolución frasco de HNO₃: Volumen V = 100 cm³ = 0,100 dm³ Concentración [HNO₃]ₐ = 10,0 mol/dm³ Disolución final de HNO₃: Volumen V = 50 cm³ = 0,50 dm³ Masa molar del ácido nítrico Incógnitas Concentración Volumen de disolución de HNO₃ del 65 % necesario para preparar 100 cm³ de una disolución de concentración 10,0 mol/dm³ [HNO₃] =,00 mol/dm³ M(HNO₃) = 63,0 g/mol Vₐ

47 Incógnitas Volumen de disolución de HNO₃ de concentración 10 mol/dm³ necesario para preparar 50 cm³ de una disolución de concentración,0 mol/dm³ Ecuaciones Concentración de la sustancia X V [X] = n(x) / V Solución: a) En 100 cm³ de disolución de HNO₃ de concentración 10,0 mol/dm³ hay n(hno₃) = 0,100 dm³ D 10,0 mol HNO₃ / dm³ D = 1,00 mol HNO₃ Deben estar contenidos en el volumen de disolución de partida. V a =1,00 mol HNO 3 63,0 g HNO 3 1 mol HNO g D 65,0 g HNO 3 1,00 cm 3 D 1,39 g D =69,7 cm3 D b) En 50 cm³ de disolución de HNO₃ de concentración,00 mol/dm³ hay n (HNO₃) = 0,50 dm³ D,00 mol HNO₃ / dm³ D = 0,500 mol HNO₃ Deben estar contenidos en el volumen de disolución de concentración 10,0 mol/dm³. V b =0,500 mol HNO cm 3 D a 10,0 mol HNO 3 =50,0 cm 3 D a Procedimiento para concentración exacta: Se miden 50,0 cm³ de disolución de nítrico de concentración 10,0 mol/dm³ en una bureta de 50 cm³. Para ello se echa el ácido nítrico comercial en un vaso de precipitados, se cierra la llave de la bureta y se llena la bureta hasta arriba, por encima de la marca del 0. Se coloca el vaso debajo de la bureta y se abre la llave hasta que el nivel del ácido esté en el cero, comprobando que todo el pico de la bureta está lleno de líquido. Se coloca bajo la bureta un matraz aforado de 50 cm³ que contenga aproximadamente la mitad de agua. Se abre la llave y se deja caer el ácido hasta que se encuentre en la marca de 50,0 de la bureta. Se añade agua al matraz aforado hasta cerca de la marca de enrase. Las últimas gotas se añaden con un cuentagotas hasta que la parte inferior del menisco esté a la altura de la marca de enrase el matraz aforado. Se tapa el matraz aforado y se invierte varias veces para homogeneizar. El contenido se pasa a un frasco y se etiqueta: HNO₃,0 M y la fecha. Material: Bureta de 50 cm³ (con base y varilla soporte y pinzas para bureta) y matraz aforado de 50 cm³, y vaso de precipitados. OPCIÓN B 1. Considera las especies químicas CS₂, SiCl₄ y NCl₃ y responde razonadamente las siguientes cuestiones: a) Geometría molecular de cada una de las especies químicas. b) Explica si las moléculas CS₂ y NCl₃ tienen o no momento dipolar. Solución: a) Molécula CS₂ SiCl₄ NCl₃ Átomo central C Si N Conf. electrón. fundamental (s)² (pₓ)¹ (p)¹ (3s)² (3pₓ)¹ (3p)¹ (s)² (pₓ)¹ (p)¹ (p)¹ Conf. electrón. excitada (s)¹ (pₓ)¹ (p)¹ (p)¹ (3s)¹ (3pₓ)¹ (3p)¹ (3p)¹ (s)² (pₓ)¹ (p)¹ (p)¹ Cl Cl N Cl Diagrama de Lewis S C S Cl Si Cl Cl Cl Pares σ 4 3

48 Pares π 0 0 Pares no enlazantes Pares que se repelen 4 4 Disposición de los pares lineal tetraédrica tetraédrica Ángulo de enlace ,5 107 Forma de la molécula lineal tetraédrica piramidal achatada Cl N S=C=S Si Cl Cl Cl Cl Cl Cl Momento dipolar de enlace C δ + S δ Si δ + Cl δ No Momento dipolar de la molécula S δ C δ + S δ δ- Si Cl Cl Cl N Si Cl Cl Cl Cl Cl Cl No No Sí La forma de la molécula se determina de la posición de los átomos (sin tener en cuenta los pares no enlazantes). En la molécula de tricloruro de nitrógeno, está el átomo de nitrógeno en el centro del tetraedro y tres átomos de cloro en tres vértices, pero en el cuarto vértice está un par no enlazante que no «se ve». b) La molécula de tetracloruro de silicio no es polar, aunque los enlaces sí lo son, porque es simétrica y los momentos dipolares de los enlaces se anulan. Sólo la molécula de NCl₃ es polar. Las electronegatividades de los átomos de Cl y N son muy similares y los enlaces Cl N tienen un momento dipolar nulo (o muy pequeño). Pero el par no enlazante del nitrógeno no se compensa. Como está muy próximo al átomo de nitrógeno, el momento dipolar será pequeño. δ- Cl Cl δ- Cl δ- N Cl Cl.- a) Formula los siguientes compuestos: hidruro de litio, dietilamina, metilbutanona, permanganato de potasio. b) Nombra los siguientes compuestos: CH₃ CH₂ CH₂ CHO, CH₂=CH CH(CH₃) CH₃, C₆H₅OH, K₂CO₃ Rta.: a) LiH, CH₃ NH CH₃; CH 3 C C CH 3 ; KMnO₄ O CH 3 b) butanal, 3-metil-1-buteno; fenol, carbonato de potasio 3.- El producto de solubilidad a 5 C del MgF₂ es de 8,0 10 ⁸. a) Cuántos gramos de MgF₂ se pueden disolver en 50 cm³ de agua? b) Cuántos gramos de MgF₂ se disolverán en 50 cm³ de una disolución de concentración 0,1 mol/dm³ de una sal totalmente disociada como el Mg(NO₃)₂? Rta.: a) mₐ = 0,043 g; b) m = 6,96 10 ³ g Datos Cifras significativas: 3 Producto de solubilidad del MgF₂ Volumen de agua Concentración de la disolución del Mg(NO₃)₂ Volumen de la disolución del Mg(NO₃)₂ Masa molar del fluoruro de magnesio Kₛ = 8,00 10 ⁸ Vₐ = 50 cm³ = 0,50 dm³ [Mg(NO₃)₂] = 0,100 mol/dm³ V = 50 cm³ = 0,50 dm³ M(MgF₂) = 6,3 g/mol

49 Incógnitas Masa de MgF₂ disuelta en 50 cm³ de agua mₐ Masa de MgF₂ disuelta en 50 cm³ de disolución de Mg(NO₃)₂ de concentración 0,1 mol/dm³ Otros símbolos Solubilidad (mol/dm³) del MgF₂ en agua sₐ Solubilidad (mol/dm³) del MgF₂ en Mg(NO₃)₂ 0,1 mol/dm³ Solubilidad (g/dm³) del MgF₂ en Mg(NO₃)₂ 0,1 mol/dm³ Ecuaciones Cantidad (número de moles) Concentración molar (mol/dm³) Producto de solubilidad del equilibrio: BAₐ(s) b B β +(aq) + a A α (aq) Solución: m s s n = m / M s = n / V = s / M Kₛ = [A α ]ᵃ [B β +]ᵇ a) El equilibrio de solubilidad es MgF₂(s) Mg²+(aq) + F (aq) La constante de equilibrio Kₛ es: MgF₂ Mg²+ F Concentración en el equilibrio [X]ₑ s s mol/dm³ La solubilidad del fluoruro de magnesio en agua vale: Kₛ = [Mg²+]ₑ [F ]ₑ² = s ( s)² = 4 s³ = 8,00 10 ⁸ s a = 3 K s 4 3 8, = =0,00371 mol MgF 4 / dm 3 D La cantidad del fluoruro de magnesio que se puede disolver en 0,50 dm³ de agua es: n(mgf₂) = 0,50 dm³ 0,00371 mol MgF₂ /dm³ = 6,79 10 ⁴ mol MgF₂ La masa del fluoruro de magnesio que se puede disolver en 0,50 dm³ de agua es: b) El nitrato de magnesio está totalmente disociado. La constante de equilibrio Kₛ es: mₐ = 6,79 10 ⁴ mol MgF₂ 6,3 g/mol = 0,043 g MgF₂ Mg(NO₃)₂(s) Mg²+(aq) + NO₃ (aq) [Mg²+] = [Mg(NO₃)₂] = 0,100 mol Mg²+ /dm³ D Concentración MgF₂ Mg²+ F inicial [X]₀ 0,100 0 mol/dm³ reacciona o se forma [X] s s s mol/dm³ en el equilibrio [X]ₑ 0,100 + s s mol/dm³ Kₛ = [Mg²+]ₑ [F ]ₑ² = (0,100 + s₂) ( s₂)² = 8,00 10 ⁸ En primera aproximación, podemos considerar despreciable s₂ frente a 0,100, (s 0,100). Entonces: 0,100 ( s)² 8,00 10 ⁸ = 8, s b 0,100 4 =4, mol /dm 3

50 que es despreciable. La solubilidad en g/dm³ sería s = 4,47 10 ⁴ mol/dm³ 6,3 g/mol = 0,0738 g/dm³ La masa del fluoruro de magnesio que se puede disolver en 0,50 dm³ de disolución de Mg(NO₃)₂ de concentración 0,1 mol/dm³ es: m = 0,50 dm³ 0,0738 g MgF₂ /dm³ = 6,96 10 ³ g MgF₂ Análisis: La masa de MgF₂ que se puede disolver en 0,50 dm³ de disolución de Mg(NO₃)₂ de concentración 0,1 mol/dm³, m = 6,96 10 ³ g es menor que la que se puede disolver en 0,50 dm³ de agua, mₐ = 0,043 g, debido al efecto del ión común Mg² El cloro gas se obtiene por la oxidación del HCl con el HNO₃ produciéndose además NO₂ y H₂O. a) Ajusta la reacción molecular por el método del ión-electrón. b) Calcula el volumen de cloro obtenido, a 5 C y 1 atm (101,3 kpa), cuando reaccionan 500 cm³ de una disolución acuosa de concentración mol/dm³ de HCl con HNO₃ en exceso, si el rendimiento de la reacción es del 80 %. Dato: R = 0,08 atm L K ¹ mol ¹ = 8,31 J K ¹ mol ¹ Rta.: a) HCl + HNO₃ Cl₂ + NO₂ + H₂O ; b) V(Cl₂) = 9,79 dm³ Datos Cifras significativas: 3 Disolución de ácido clorhídrico: Volumen V(HCl) = 500 cm³ Concentración [HCl] =,00 mol/dm³ Gas cloro: Temperatura T = 5 C = 98 K Presión Constante de los gases ideales p = 101,3 kpa = 1,013 10⁵ Pa R = 8,31 J mol ¹ K ¹ Rendimiento de la reacción r = 80,0 % Incógnitas Volumen de cloro a 5 C y 1 atm Ecuaciones De estado de los gases ideales Solución: a) Las semirreacciones iónicas son: Oxidación: Cl Cl₂ + e Reducción: NO₃ + H+ + e NO₂ + H₂O Multiplicando la segunda por y sumando, se obtiene la reacción iónica ajustada. Cl + NO₃ + 4 H+ Cl₂ + NO₂ + H₂O Juntando los iones de signos opuestos se obtiene la reacción global: HCl(aq) + HNO₃(aq) Cl₂(g) + NO₂(g) + H₂O(l) b) La cantidad de ácido clorhídrico que hay en 500 cm³ de disolución es: n(hcl)=500 cm 3 D HCl La cantidad de gas cloro que se obtiene en la reacción es n(cl )=1,00 mol HCl Suponiendo comportamiento ideal, ocuparán un volumen de: V = n R T p V p V = n R T 1 dm 3,00 mol HCl =1,00 mol HCl 10 3 cm 3 1 dm 3 D 1 mol Cl mol HCl =0,500 mol Cl = 0,500 mol Cl 8,31 J mol 1 K 1 98 K =1, 10 3 m 3 =1, dm 3 Cl 1, Pa

51 Como el rendimiento es del 80 %, se obtendrían V = 80,0 % 1, dm³ = 9,79 dm³ Cl₂ 5. Se desea calcular en el laboratorio la entalpía de disolución del NaOH(s) y para eso se disuelven 4,0 g de NaOH en 500 cm³ de agua en un calorímetro que tiene un equivalente en agua de 15 g, produciéndose un aumento de la temperatura de,0 C. a) Explica detalladamente el material y procedimiento empleados. b) Cuál es la entalpía molar de disolución del NaOH? Datos: Calor específico(agua) Calor específico(disolución) = 4,18 J/g C y densidad(agua) = 1 g/ml Solución: En una probeta de 500 cm³, se miden 500 cm³ de agua y se vierten en un calorímetro. Se espera unos minutos y se mide la temperatura con un termómetro. Se pesa un vidrio de reloj en una balanza y se echan lentejas de NaOH con una varilla hasta que su masa aumente 4,0 g. Rápidamente (para evitar la hidratación y carbonatación del NaOH) se echa el hidróxido de sodio en el calorímetro y se agita con una varilla, comprobando la temperatura. Se anota el valor máximo y se resta del valor inicial de la del agua. Cálculos: (Supondré que los datos tienen al menos dos cifras significativas) Al ser el calorímetro un sistema aislado, el proceso es adiabático, no se intercambia calor con el entorno. Q(cedido en la disolución) + Q(ganado por la disolución) + Q(ganado por el calorímetro) = 0 La masa de agua es: La masa de disolución es: El calor ganado por la disolución es: m(agua) = 500 cm³ 1,0 g/cm³ = 500 g agua m(disolución) = 500 g agua + 4,0 g NaOH = 504 g disolución Q = m(disolución) cₑ(disolución) t = 504 g 4,18 J/(g C),0 C = 4, 10³ J El calor ganado por el calorímetro se calcula de forma análoga, usando el equivalente en agua del calorímetro. Q = m(equivalente en agua) cₑ(agua) t = 15 g 4,18 J/(g C),0 C = 1,3 10² J Q(cedido en la disolución) = -(4, 10³ J + 1,3 10² J) = -4,3 10³ J Δ H d o = 4,3 103 J 4,0 g NaOH 1 kj 10 3 J 40 g NaOH = 43 kj/mol NaOH 1 mol NaOH Cuestiones y problemas de las Pruebas de Acceso a la Universidad (P.A.U.) en Galicia. Respuestas y composición de Alfonso J. Barbadillo Marán. Algunos cálculos se hicieron con una hoja de cálculo OpenOffice (o LibreOffice) del mismo autor. Algunas ecuaciones y las fórmulas orgánicas se construyeron con la extensión CLC09 de Charles Lalanne-Cassou. La traducción al/desde el gallego se realizó con la ayuda de traducindote, de Óscar Hermida López. Se procuró seguir las recomendaciones del Centro Español de Metrología (CEM)

52 PAU XUÑO 014 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos. OPCIÓN A Dados os seguintes elementos: B, O, C, F, ordéneos en orden crecente segundo o primeiro potencial de ionización. Razoe a resposta. 1.. Agrupe as especies que son isoelectrónicas: O -, C, F -, Na +, Ge +, B -, Zn. Razoe a resposta...1. Formule: benceno, etanoato de metilo, -butanol e nomee: CH 3 -CH -CH -CHO e CH 3 -O-CH 3... Razoe o tipo de isomería que presenta o composto -hidroxipropanoico, de fórmula química: CH 3 -CH(OH)-COOH. Sinale e indique o nome dos grupos funcionais que presenta Considere a seguinte reacción: Br (g) Br(g). Cando 1,05 moles de Br se colocan nun matraz de 0,980 L a una temperatura de 1873K disóciase o 1,0% de Br. Calcule a constante de equilibrio K c da reacción. 3.. Calcule a masa de cobre que se pode obter ao reaccionar 00 ml de disolución de sulfato de cobre(ii) ao 0% en peso e densidade 1,10 g ml -1 con suficiente ferro, tendo en conta que na reacción tamén se produce sulfato de ferro(ii) Sabendo que a 5ºC a K ps (BaSO 4 ) é 1, , determine a solubilidade do sal en g L Se 50 ml de BaCl 0,0040 M se engaden a 500 ml de K SO 4 0,0080 M e supoñendo que os volumes son aditivos, indique se se formará precipitado ou non. 5. A 5ºC e empregando un electrodo de prata e outro de cinc, disolucións de Zn + (1,0 M) e Ag + (1,0 M) e unha disolución de KNO 3,0 M como ponte salino, constrúese no laboratorio a seguinte pila: Zn(s) Zn + (ac) Agװ + (ac) Ag(s); Datos: Eº(Zn + / Zn)= -0,76 V e Eº(Ag + /Ag)= +0,80 V 5.1. Escribir as semireaccións que acontecen en cada eléctrodo e a ecuación da reacción iónica global, calculando tamén a forza electromotriz da pila. 5.. Faga un debuxo-esquema detallado da pila, indique o ánodo e o cátodo e o sentido no que circulan os electróns, así coma os ións da ponte salino. OPCIÓN B Considere o seguinte proceso en equilibrio: N F 4 (g) NF (g); Hº= 38,5 kj. Razoe que lle ocorre ao equilibrio se se diminúe a presión da mestura de reacción a temperatura constante. 1.. Especifique qué orbitais híbridos utiliza o carbono no eteno (C H 4 ), así como o tipo de enlaces que se forman na molécula. Razoe a resposta.. Xustifique se estas afirmacións son correctas:.1. O produto da constante de ionización dun ácido e a constante de ionización da súa base conxugada é igual á constante do produto iónico da auga... A presenza dun ión común diminúe a solubilidade dun sal lixeiramente solúbel. 3. No laboratorio pódese preparar cloro gas facendo reaccionar permanganato de potasio sólido con ácido clorhídrico concentrado No transcurso desta reacción redox fórmase cloro, cloruro de manganeso(ii), cloruro de potasio e auga. Escriba e axuste a reacción molecular mediante o método do ión-electrón. 3.. Calcule o volume de cloro gas, a 0ºC e 1 atm (101,3 kpa), que se obtén ao facer reaccionar 10 ml de ácido clorhídrico concentrado do 35, % en masa e densidade 1,175 g ml -1 cun exceso de permanganato de potasio. Datos: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4. O naftaleno (C10H8) é un composto aromático sólido que se vende para combater a couza. A combustión completa deste composto para producir CO(g) e HO(I) a 5ºC e 1 atm (101,3 kpa) desprende 5154 kj mol Escriba as reaccións de formación do naftaleno e a reacción de combustión. 4.. Calcule a entalpía estándar de formación do naftaleno e interprete o seu signo. Datos: H f º (CO (g) )= -393,5 kj mol -1 ; H f º (H O(l))= -85,8 kj mol Cantos ml dunha disolución de NaOH 0,610 M se necesitan para neutralizar 0,0 ml dunha disolución de H SO 4 0,45 M?. Indique a reacción que ten lugar e xustifique o ph no punto de equivalencia. 5.. Nomee o material necesario e describa o procedemento experimental para levar a cabo a valoración.

53 PAU SETEMBRO 014 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos. OPCIÓN A 1. Indique razoadamente se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións: 1.1. O enlace covalente caracterizase pola transferencia de electróns entre os elementos que forman o enlace. Poña un exemplo. 1.. O número de orbitais híbridos que se xeran na hibridación é igual ao número de orbitais atómicos puros que participan no devandito proceso. Empregue a molécula BeCl para o razoamento...1. Os valores de K a de dous ácidos monopróticos HA e HB son 1,.10-6 e 7,9.10-9, respectivamente. Razoe cal dos dous ácidos é o máis forte... Para os seguintes átomos: cloro, sodio e neón, escriba a configuración electrónica e razoe a cal deles será máis doado arrincarlle un electrón. 3. O produto de solubilidade do PbBr é 8, Determine a solubilidade molar: 3.1. en auga pura. 3.. nunha disolución de Pb(NO 3 ) 0,0 M considerando que este sal está totalmente disociado. 4. Considere o seguinte proceso en equilibrio a 686ºC: CO (g) + H (g) CO(g) + H O(g). As concentracións no equilibrio das especies son: [CO ]=0,086 M; [H ]=0,045 M; [CO]=0,050 M e [H O]=0,040 M Calcule K c para a reacción a 686ºC. 4.. Se se engadira CO para aumentar a súa concentración a 0,50 mol/l, cales serían as concentracións de todo os gases unha vez que o equilibrio fose restablecido?. 5. Realice os cálculos necesarios e indique o material e procedemento a seguir, para preparar: ml dunha disolución acuosa de cloruro de magnesio 0,1 M, a partir do produto sólido ml dunha disolución de cloruro de magnesio 0,01 M a partir da disolución de cloruro de magnesio preparada no apartado anterior. OPCIÓN B Para o seguinte sistema en equilibrio: A(g ) B(g) ; Hº=+0,0 kj, xustifique qué cambio experimentaría K c se se elevara a temperatura da reacción. 1.. Indique se o ph dunha disolución de NH 4 Cl será ácido, básico ou neutro.. Para cada un dos seguintes pares de elementos, xustifique se o composto binario que forman é iónico ou covalente, indique a fórmula, o nome e dúas propiedades químicas do composto que formarían..1. B y F... K y Br. 3. Considere que a gasolina está composta principalmente por octano (C 8 H 18 ) e que no bioetanol o composto principal é o etanol (CH 3 CH OH). Cos seguintes datos: H f º(CO (g))= -393,5 kj mol -1 ; H f º(H O(l))= -85,8 kj mol -1 ; H c º(C 8 H 18 (l))= -5445,3 kj mol -1 ;H c º(CH 3 CH OH(l))= -1369,0 kj mol -1 ; densidade a 98 K del etanol=0,79 g ml -1 e do octano=0,70 g ml Escriba a ecuación da reacción de combustión do etanol e calcule a entalpía estándar de formación do etanol a 5ºC. 3.. Cantos litros de bioetanol se necesitan para producir a mesma enerxía que produce 1 L de gasolina?. 4. O ferro(ii) pode ser oxidado por unha disolución ácida de dicromato de potasio de acordo coa H 3 seguinte ecuación iónica: CrO7 Fe Cr Fe 4.1. Axuste a reacción iónica que ten lugar polo método do ión-electrón. 4.. Se se utilizan 6,0 ml dunha disolución de dicromato de potasio 0,050 M para valorar 5,0 ml dunha disolución que contén Fe +, cal é a concentración da disolución de Fe +? Escriba a reacción que ten lugar e calcule o volume de disolución de hidróxido de sodio,00 M que se gastará na valoración de 10,0 ml dunha disolución de ácido sulfúrico 1,08 M?. 5.. Nomee o material e describa o procedemento experimental para levar a cabo a valoración anterior. 3

54 CRITERIOS XERAIS DE AVALIACIÓN DO EXAME DE QUÍMICA - As respostas deben axustarse ao enunciado da pregunta. - Terase en conta a claridade da exposición dos conceptos e procesos, os pasos seguidos, as hipóteses, a orde lóxica e a utilización adecuada da linguaxe química. - Os erros graves de concepto levarán a anular o apartado correspondente. - Os parágrafos/apartados que esixen a solución dun apartado anterior cualificaranse independentemente do resultado do devandito apartado. - Cando a resposta deba ser razoada ou xustificada, non facelo supoñerá unha puntuación de cero no apartado correspondente. Un resultado erróneo pero cun razoamento correcto valorarase. - Unha formulación incorrecta ou a igualación incorrecta dunha ecuación química puntuará como máximo o 5% da nota do apartado. - Nun problema numérico a resposta correcta, sen razoamento ou xustificación, pode ser valorada cun 0 se o corrector/a non é capaz de ver de onde saíu o devandito resultado. - Os erros nas unidades ou non poñelas descontará un 5% da nota do apartado. - Un erro no cálculo considerarase leve e descontarase o 5% da nota do apartado, agás que os resultados carezan de lóxica e o alumnado non faga unha discusión acerca da falsidade do devandito resultado. CONVOCATORIA DE XUÑO OPCIÓN A Dados os seguintes elementos: B, O, C, F, ordéneos en orden crecente segundo o primeiro potencial de ionización. Razoe a resposta. 1.. Agrupe as especies que son isoelectrónicas: O -, C, F -, Na +, Ge +, B -, Zn. Razoe a resposta. O primeiro potencial de ionización pódese definir coma a mínima enerxía necesaria para que un átomo neutro dun elemento X, en estado gasoso e fundamental, ceda un electrón do seu nivel externo e se converta nun ión X +, tamén en estado gasoso e fundamental: X (g) X + (g) + 1e - ; 1ºPI>0. Dada a posición dos elementos na táboa, todos pertencen ao mesmo período segundo as súas configuracións electrónicas: B(Z=5):1s s p 1 ; O(Z=8): 1s s p 4 ; C(Z=6):1s s p ; F(Z=9):1s s p 5. Dentro do mesmo período, ao aumentar o número atómico Z, aumenta a atracción do núcleo sobre os electróns de valencia, sendo máis difícil arrincalos, necesitando polo tanto un maior aporte de enerxía. A orde sería B<C<O<F. 1. Tendo en conta que as especies isoelectrónicas son as que teñen a mesma configuración electrónica agruparanse según se indica: 10 electróns 6 electróns 30 electróns O - (10e - ): 1s s p 6 C (6e - ): 1s s p Ge + (30e - ): 1s s p 6 3s 3p 6 4s 3d 10 F - (10e - ): 1s s p 6 B - (6e - ):1s s p Zn(30e - ):1s s p 6 3s 3p 6 4s 3d 10 Na + (10e - ) : 1s s p 6 1 punto por apartado. Total puntos...1. Formule: benceno, etanoato de metilo, -butanol e nomee: CH 3 -CH -CH -CHO e CH 3 -O- CH 3... Razoe o tipo de isomería que presenta o composto -hidroxipropanoico, de fórmula química: CH 3 -CH(OH)-COOH. Sinale e indique o nome dos grupos funcionais que presenta..1.- Benceno etanoato de metilo -butanol CH 3 -CH -CH -CHO CH 3 -O-CH 3 C 6 H 6 CH 3 -COO-CH 3 CH 3 -CHOH-CH -CH 3 Butanal Dimétiléter

55 ..- O ácido -hidroxipropanoico CH 3 -CH(OH)-COOH presenta isomería óptica ao dispor dun carbono asimétrico ou quiral (*) con 4 sustituintes diferentes. H CH 3 C * OH COOH CH 3 OH C H COOH O composto ten dous grupos funcionais: a función alcool (-OH) no carbono e a función ácido (-COOH) no carbono 1. 1 punto por apartado. Total puntos Considere a seguinte reacción: Br (g) Br(g). Cando 1,05 moles de Br se colocan nun matraz de 0,980 L a una temperatura de 1873 K disóciase o 1,0% de Br. Calcule a constante de equilibrio K c da reacción. 3.. Calcule a masa de cobre que se pode obter ao reaccionar 00 ml de disolución de sulfato de cobre(ii) ao 0% en peso e densidade 1,10 g ml -1 con suficiente ferro, tendo en conta que na reacción tamén se produce sulfato de ferro(ii) A reacción que ten lugar é: Br (g) Br(g) 1,0 Se se disocia o 1,0%, os moles que reaccionan son: 1,05. 0,016 mol 100 nº mol iniciais 1,05 HF Br (g) + H Br(g) O F - + H 3 O + nº mol reaccionan -0,016 x 0,016 nº mol equilibrio 1,0374 0,05 Kc Br Br 0,05 0,98 1,0374 0,98 4 6, A reacción que acontece é CuSO 4(ac) + Fe (s) Cu (s) + FeSO 4(ac) Unha vez axustada a reacción e tendo en conta a estequiometría: 1,10 g g CuSO mol CuSO mol Cu g Cu ml disol ,5 00 disol , 5g Cu mldisol 100 gdisol 159,5 g CuSO4 mol CuSO4 mol Cu 1 punto por apartado. Total puntos Sabendo que a 5ºC a K ps (BaSO 4 ) é 1, , determine a solubilidade do sal en g L Se 50 ml de BaCl 0,0040 M se engaden a 500 ml de K SO 4 0,0080 M e supoñendo cos volumes son aditivos, indique se se formará precipitado ou non O proceso que ten lugar é: HF BaSO + 4(s) H O F - Ba + H + (ac) 3 O SO 4 (ac ) s s ` Ba SO 1,1.10 s. s s 1,1.10 1,05.10 M Kps 4 ; 5 3 1,05.10 mol L x 33,3 g mol,4.10 g L 4.. As dúas sales disólvense completamente e os procesos que teñen lugar son: BaCl (s) Ba + (ac) + Cl - (ac) 3 0,5L x 0, 004 mol L 1.10 mol mol 3.10 mol mol 0,75 L Polo que a concentración de ión Ba + é Ba 3 1,33.10 M

56 K SO 4(s) K + (ac) + SO 4 -(ac) 3 0,5L x0, 008mol L 4.10 mol mol mol mol ,75L Polo que a concentración de ión SO éso 5,33. M Q Ba SO4 1,33.10 x 5, ,1.10 Dado que Q > K Ps ( ,1.10 1,10.10 ) producirase a precipitación do BaSO4. O mesturar as dúas disolucións: punto por apartado. Total puntos. 5. A 5ºC e empregando un electrodo de prata e outro de cinc, disolucións de Zn + (1,0 M) e Ag + (1,0 M) e unha disolución de KNO 3,0 M como ponte salino, constrúese no laboratorio a seguinte pila: Zn(s) Zn + (ac) Agװ + (ac) Ag(s); Datos: Eº(Zn + / Zn)= -0,76 V e Eº(Ag + /Ag)= +0,80 V 5.1. Escribir as semireaccións que acontecen en cada electrodo e a ecuación da reacción iónica global, calculando tamén a forza electromotriz da pila. 5.. Faga un debuxo-esquema detallado da pila, indique o ánodo e o cátodo e o sentido no que circulan os electróns, así coma os ións da ponte salino As reaccións que teñen lugar son: Reducción x (Ag + (ac) + 1 e - Ag o (s)); Eº= +0,80 V Cátodo Oxidación Zn (s) Zn + (ac)+ e - ; Eº= +0,76 V Ánodo Reacción global Zn (s) + Ag + (ac) Zn + (ac) + Ag o (s) Eº= +1,56V 5..O esquema da pila: 1 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN B Considere o seguinte proceso en equilibrio: N F 4 (g) NF (g); Hº= 38,5 kj. Razoe que lle ocurre ao equilibrio se se diminúe a presión da mezcla de reacción a temperatura constante. 1.. Especifique qué orbitais híbridos utiliza o carbono no eteno (C H 4 ), así como o tipo de enlaces que se forman na molécula. Razoe a resposta Pódese razoar polo principio de Le Chatelier: cando nun sistema en equilibrio se modifica algún dos factores que inflúen neste (concentración, presión, volume ou temperatura), o sistema evoluciona de maneira que se despraza no sentido de contrarrestar tal variación. E así, no caso presentado, ao diminuir a presión, o equilibrio desprázase hacia onde hai maior número de moles en estado gas; polo tanto, cara á dereita (). 1.. A partir da estrutura de Lewis do eteno (H C=CH ) dedúcese que cada carbono está rodeado de tres zonas de alta densidade electrónica, polo que presenta hibridación sp. Dous orbitais híbridos sp de cada átomo de carbono se superpoñen mediante enlace covalente sigma (, mentras que os dous orbitais sen hibridar p z

57 perpendiculares ao plano dos orbitais híbridos, forman un enlace pi (. Así se explicaría o dobre enlace C=C. Os dous orbitais híbridos sp restantes en cada carbono superpóñense a outros tantos orbitais 1s dos átomos de hidróxeno, mediante enlaces. 1 punto por apartado. Total puntos.. Xustifique se estas afirmacións son correctas:.1. O produto da constante de ionización dun ácido e a constante de ionización da súa base conxugada é igual á constante do produto iónico da auga... A presencia dun ión común diminúe a solubilidade dun sal lixeiramente solúbel..1. A afirmación é correcta. HA HF (ac) + H O H 3 O + (ac) + A - (ac) A - (ac) HF + H HA(ac) + OH - O F - + H 3 O + O F - + H 3 O + (ac) Ka H3 O A HAOH Kb HA A Ka Kb H O A HA OH 3 H O OH Kw 3 HA A.. O equilibrio de solubilidade dun sal pouco solúbel AB é: Ks ; se á disolución le engadimos outro sal solúbel AC con ión común A +, AC (s) A + (ac) + C - (ac) increméntase a concentración de A + na disolución, polo que para que non varíe Ks (só depende da temperatura) ten que diminuir a concentración de B - desprazando o equilibrio cara á formación do precipitado AB, diminuindo a cantidade do sal AB disolto. Como consecuencia redúcese a solubilidade da mesma, e a afirmación é correcta. Poden empregar un exemplo para a súa explicación. sendo A B 1 punto por apartado. Total puntos. HF AB + (s) H O F - + A H + (ac) 3 O + + B - (ac) s s 3. No laboratorio pódese preparar cloro gas facendo reaccionar permanganato de potasio sólido con ácido clorhídrico concentrado No transcurso desta reacción redox fórmase cloro, cloruro de manganeso(ii), cloruro de potasio e auga. Escriba e axuste a reacción molecular mediante o método do ión-electrón. 3.. Calcule o volume de cloro gas, a 0ºC e 1 atm (101,3 kpa), que se obtén ao facer reaccionar 10 ml de ácido clorhídrico concentrado do 35, % en masa e densidade 1,175 g ml -1 cun exceso de permanganato de potasio. Datos: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 3.1. Semirreación oxidación: (Cl - Cl 0 + e - ) x 5 - Semirreacción reducción: (MnO 4 + 8H + +5e - Mn + + 4H O) x Ecuación iónica: 10Cl MnO H + 5Cl 0 + Mn + + 8H O Ecuación molecular: 16HCl + KMnO 4 5Cl + MnCl + 8H O+ KCl 3.. Unha vez axustada a reacción e tendo en conta a estequiometría: 1,175 g 35, g HCl 1mol HCl 5molCl 10 ml disol. disol 0, 0354mol Cl mldisol 100 gdisol 36,5 g HCl 16mol HCl A partires da ecuación dos gases ideais PV=nRT calcúlase o volume de cloro:

58 1 1 0,0354molCl 0,08atm L K mol 93K V 0, 851 Lde Cl 1 atm 1 punto por apartado. Total puntos. 4. O naftaleno (C10H8) é un composto aromático sólido que se vende para combatir a polilla. A combustión completa deste composto para producir CO(g) e HO(I) a 5ºC e 1 atm (101,3 kpa) desprende 5154 kj mol Escriba as reaccións de formación do naftaleno e a reacción de combustión. 4.. Calcule a entalpía estándar de formación do naftaleno e interprete o seu signo. Datos: H f º (CO (g) )= -393,5 kj mol -1 ; H f º (H O(l))= -85,8 kj mol Reacción de combustión: C 10 H 8(s) + 1 O (g) 10CO (g) + 4H O (l) Reacción de formación: 10C (s) + 4H (g) C 10 H 8(s) 4.. ΔH o c =H o f productos H o f reactivos = [10.( 393,5) + 4.( 85,8)] [1.(H f º (C 10 H 8 ))+0] H f º (C 10 H 8 )= +75,8 kj mol -1 ; proceso endotérmico 1 punto por apartado. Total puntos Cantos ml dunha disolución de NaOH 0,610 M se necesitan para neutralizar 0,0 ml dunha disolución de H SO 4 0,45 M?. Indique a reacción que ten lugar e xustifique o ph no punto de equivalencia. 5.. Nomee o material necesario e describa o procedemento experimental para levar a cabo a valoración A reacción que ten lugar: NaOH + H SO 4 Na SO 4 + H O 0,45mol H SO mol NaOH n moles NaOH L 4 3 º 0,000 9, mol NaOH L mol HSO4 3 9,80.10 mol V NaOH 0,0161 L 16, 1mL 0,610 mol / L O formarse unha sal que procede da reacción dunha base e un ácido fortes non experimenta hidrólise e polo tanto ph no punto de equivalencia é de Procedemento e material: Medir cunha pipeta os 0,0 ml da disolución de H SO 4 e vertelos nun matraz Erlenmeyer. Engadir unhas pingas de indicador (fenolftaleína). Nunha bureta, que estará suxeita no soporte por unhas pinzas, e coa axuda dun funil, poñémo-la disolución de NaOH. Engadimos lentamente a disolución de NaOH sobre o ácido, axitando o erlenmeyer ata que o indicador cambia de cor. Anotamos o volume gastado que resultaria ser de 16,1mL. 1 punto por apartado. Total puntos. CONVOCATORIA DE SETEMBRO OPCIÓN 1. Indique razoadamente se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións: 1.1. O enlace covalente caracterizase pola transferencia de electróns entre os elementos que forman o enlace. Poña un exemplo. 1.. O número de orbitais híbridos que se xeneran na hibridación é igual ao número de orbitais atómicos puros que participan no devandito proceso. Empregue a molécula BeCl para o razoamento.

59 1.1. Falso. O enlace covalente consiste na compartición dun ou máis pares de electróns por dous átomos dando lugar ás moléculas. Como exemplo valería calquer molécula con enlace covalente, por exemplo: molécula de osíxeno na que existe un dobre enlace. 1.. Verdadeiro. Sí é o mesmo número, cando se hibridan orbitais fórmanse igual número de orbitais híbridos que son equivalentes en forma e enerxía. Exemplo: na molécula de cloruro de berilio (BeCl ) prodúcese unha hibridación sp, un eléctron do orbital s do átomo de berilio salta a un orbital p, seguidamente estes orbitais hibridan mediante unha hibridacion sp. Cada orbital híbrido solápase cun orbital p do cloro para formar os enlaces Be-Cl equivalentes e alineados dando lugar a unha molécula lineal e apolar, cun ángulo de 180º. En cada átomo de berilio quedan dous orbitais p sen hibridar. 1 punto por apartado. Total puntos...1. Os valores de K a de dous ácidos monopróticos HA e HB son 1,.10-6 e 7,9.10-9, respectivamente. Razoe cal dos dous ácidos é o máis forte... Para os seguintes átomos: cloro, sodio e neón, escriba a configuración electrónica e razoe a cal deles será máis doado arrincarlle un electrón..1. K a (HA) = 1,.10-6 e K a (HB)= 7, En disolución acuosa un ácido é toda especie química capaz de ceder prótons ao auga (Brönsted-Lowry), a reacción que ten lugar é a seguinte: HA + H O A - (aq) + H 3 O + (aq) Polo tanto un ácido será forte se ten unha gran tendencia a transferir un protón ao auga. Para disolución diluídas defínese a constante da acidez como K a : K a A. H O 3 HA polo tanto terá carácter máis ácido. Canto maior é a Ka maior será a forza do ácido xa que se disocia máis.. As configuracións electrónicas dos elementos son: Cl (Z=17) 1s s p 6 3s 3p 5 ou [Ne] 3s 3p 5 ; Na (Z=11) 1s s p 6 3s 1 ou [Ne] 3s 1 ; Ne (Z=10) 1s s p 6 ou [He] s p 6. Poderase ter en conta a enerxía ou potencial de ionización, mínima enerxía necesaria para que un átomo neutro dun elemento, en estado gasoso e fundamental, ceda un electrón do seu nivel externo e dé lugar a un ión monopositivo, tamén en estado gasoso e fundamental. Ao aumentar o número atómico dos elementos dun mesmo período aumenta a atracción nuclear sobre o electrón máis externo, polo que é máis difícil arrincar o electrón e faise maior á enerxía de ionización. Ao aumentar o número atómico no grupo, diminúe a atracción nuclear sobre o electrón máis externo, polo que é máis doado arrincar o electrón e polo tanto diminúe a enerxía de ionización. Polo tanto será o atómo sodio ao que lle é máis doado arrincarlle un electrón. 1 punto por apartado. Total puntos. 3. O produto de solubilidade do PbBr é 8, Determine a solubilidade molar: 3.1. en auga pura. 3.. nunha disolución de Pb(NO 3 ) 0,0 M considerando que este sal está totalmente disociado O proceso que ten lugar é: PbBr (s) Pb + (aq) + Br - (aq) s s Kps ,9.10 Pb. Br s.(s) 4s 8,9.10 4s s 3 1,3.10 M 3.. Nunha disolución de Pb(NO 3 ), a concentración de ións Pb + será a suma da concentración dos ións Pb + procedentes da disociación do Pb(NO 3 ) (que está totalmente disociado) e dos ións Pb + procedentes do PbBr disolto. 4

60 Se chamamos s á solubilidade do PbBr nestas condicións, a Pb. Br ( s 0,).(s ) ; s é despreciable fronte a 0, 6 Ks 8,9.10 e polo tanto: 8, ,. 4s s 8,9.10 0,8 6 1 punto por apartado. Total puntos. 3, M 4. Considere o seguinte proceso en equilibrio a 686ºC: CO (g) + H (g) CO(g) + H O(g). As concentracións no equilibrio das especies son: [CO ]=0,086 M; [H ]=0,045 M; [CO]=0,050 M e [H O]=0,040 M Calcule Kc para a reacción a 686ºC. 4.. Se se engadira CO para aumentar a súa concentración a 0,50 mol/l, cales serían as concentracións de todos os gases unha vez que o equilibrio fose restablecido? CO (g) + H (g) CO (g) + H O (g). Ao considerar que o proceso xa está en equilibrio o cálculo da constante é o seguinte: 3. K c CO. H O CO. H 0,050. 0,040 0,086. 0,045 0, O engadir CO o equilibrio desprazarase a dereita e a Kc permanece constante ao non cambiar a temperatura: CO (g) + H (g) CO (g) + H O (g) [ ] iniciais 0,5 0,045 0,05 0,04 [ ] reaccionan x x [ ] no equilibrio 0,5-x 0,045-x 0,05+x 0,04+x O valor de CO. H O CO. H 0,050 x. 0,040 x 0,50 x. 0,045 x K c 0,5 ; Ao resolver a ecuación resulta x=0,05 M e polo tanto as novas concentracións unha vez o equilibrio fose reestablecido son: [CO ]=0,5-0,05=0,475 M; [H ]=0,045-0,05=0,00 M [CO]=0,050+0,05=0,075 M; [H O]=0,040+0,05=0,065 M 1 punto por apartado. Total puntos. 5. Realice os cálculos necesarios e indique o material e procedemento a seguir, para preparar: ml dunha disolución acuosa de cloruro de magnesio 0,1 M, a partir do produto sólido ml dunha disolución de cloruro de magnesio 0,01 M a partir da disolución de cloruro de magnesio preparada no apartado anterior Cálculo: g de MgCl 0,5 L x 0,1 M x 95, g / mol, 86 g. Material: balanza analítica ou granataria, espátula, vidro de reloxo, vaso de precipitados, varilla de vidro, funil, matraz aforado de 50 ml, contapingas, frasco lavador, frasco de vidro. Procedemento: Pésanse nunha balanza analítica, con axuda dun vidro de reloxo e dunha espátula,86 g de produto. Disólvense nun vaso de precipitados, con axuda de varilla de vidro. Trasvásase con axuda dun funil a un matraz aforado de 50 ml, engádese auga preto da afora, homoxeinízase e enrásase cun contapingas ou pipeta, axítase e gárdase nun frasco axeitado e etiquetado para a súa conservación. 0,1 L x 0,01 M 5.. Cálculo: V1. M1 V. M V L 10mL 0,1M

61 Material: pipeta con aspirador, funil, matraz aforado de 100 ml, frasco lavador, frasco de vidro, contapingas. Procedemento: cunha pipeta e un aspirador mídense 10 ml da disolución preparada no apartado anterior e vértense no matraz aforado. Engádese auga ata preto da afora, homoxeinízase e a continuación enrásase cun contapingas ou unha pipeta. Trasvásase, con axuda do funil, a un frasco axeitado e etiquetado para a súa conservación. 1 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN Para o seguinte sistema en equilibrio: A(g ) B(g) ; Hº=+0,0 kj, xustifique qué cambio experimentaría K c se se elevara a temperatura da reacción. 1.. Indique se o ph dunha disolución de NH 4 Cl será ácido, básico ou neutro Tendo en conta o principio de Le Chatelier, de forma resumida: cando nun sistema en equilibrio prodúcese unha modificación das variables co determinan (concentración, presión, temperatura), o equilibrio desprázase no sentido de contrarrestar dito cambio. Polo tanto ao aumentar a temperatura o equilibrio desprázase no sentido endotérmico é decir, cara a dereita (), aumenta a concentración de B e polo tanto aumenta o valor de K c. Kc 1.. A disociación do sal é total: NH 4 Cl (s) NH 4 +(aq) + Cl - (aq). O anión Cl - hidratado non reacciona co auga. O catión NH 4 +, ácido conxugado da base débil NH 3, hidrolízase segundo equilibrio: NH 4 +(aq) + H O (l) NH 3(aq) + H 3 O + (aq). Hai un aumento da concentración de ións H 3 O +, a disolución é ácida e o ph diminúe: ph<7. 1 punto por apartado. Total puntos. B A. Para cada un dos seguintes pares de elementos, xustifique se o composto binario que forman é iónico ou covalente, indique a fórmula, o nome e dúas propiedades químicas do composto que formarían..1. B y F... K y Br..1. B e F, forman o composto BF 3, trifluoruro de boro, trátase dun composto covalente xa que a diferencia de electronegatividade é pequena compartindo pares de electróns. As sustancias covalentes teñen puntos de fusión e de ebullición baixos, son insolúbeis en disolventes polares e solúbeis en disolventes apolares... K y Br, forman o composto KBr, bromuro de potasio, trátase dun composto iónico por ter electronegatividades moi diferentes. Os compostos iónicos posúen puntos de fusión e ebullición elevados e son duros; fundidos ou en disolución conducen a corrente eléctrica, son insolúbeis en disolventes apolares e moitos son solúbeis en disolventes polares. 1 punto por apartado. Total puntos. 3. Considere que a gasolina está composta principalmente por octano (C 8 H 18 ) e que no bioetanol o composto principal é o etanol (CH 3 CH OH).Cos seguintes datos:h f º(CO (g))= -393,5 kj mol -1 ; H f º(H O(l))= -85,8 kj mol -1 ; H c º(C 8 H 18 (l))= -5445,3 kj mol -1 ;H c º(CH 3 CH OH(l))= -1369,0 kj mol -1 ; densidade a 98 K del etanol=0,79 g ml -1 e do octano=0,70 g ml Escriba a ecuación da reacción de combustión do etanol e calcule a entalpía estándar de formación do etanol a 5ºC. 3.. Cantos litros de bioetanol necesítanse para producir a mesma enerxía que produce 1 L de gasolina? A reacción de combustión do etanol é: CH 3 CH OH(l) + 3O (g) CO (g) + 3H O (l) ΔH c =H f productos H f reactivos =H f º(CO (g) ) + 3H f º(H O (l) - H f º(CH 3 CH OH (l) ) - 3H f º(O (g) ) -1369,0 = [.( 393,5)+3.( 85,8)] H f º(CH 3 CH OH (l) ) H f º(CH 3 CH OH (l) ) = 75,4 kj mol Segundo dato da entalpía de combustión, H c º(C 8 H 18(l) ), 1 mol de gasolina, composta por octano, produce -5445,3 kj mol -1 e segundo dato da entalpía de combustión, H c º(CH 3 CH OH (l) ) 1 mol de bioetanol, composto por etanol, produce -1369,0 kj mol -1. Tendo en conta as densidades do etanol e do octano realízanse os seguientes cálculos:

62 0,70g C H ml 1000 ml 1 L 1mol 5445,3 kj. 114 g 1mol C H kj que produce 1L de gasolina kj 46 g CH 3CH OH 1mL 1L L de bioetanol. 1,4 L 1369 kj / mol 1 mol 0,79 g 1000 ml CH3CHOH 1 punto por apartado. Total puntos. 4. O ferro(ii) pode ser oxidado por unha disolución ácida de dicromato de potasio de acordo coa 7 H 3 seguinte ecuación iónica: CrO Fe Cr Fe 4.1. Axuste a reacción iónica que ten lugar polo método do ión-electrón. 4.. Se se utilizan 6,0 ml dunha disolución de dicromato de potasio 0,050 M para valorar 5,0 ml dunha disolución que contén Fe +, cal é a concentración da disolución de Fe +? Semirreacción oxidación: (Fe + Fe e - ) x 6 - Semirreacción redución: (Cr O H + +6e - Cr H O) x 1 Ecuación iónica: 6Fe + + Cr O H + 6Fe 3+ + Cr H O 4.. Unha vez axustada a reacción e tendo en conta a estequiometría: 3 3,9.10 Fe 0, M 0,05mol CrO7 6mol Fe 3 0,06 L 3,9.10 mol Fe, 156 L 1 molcr O 0,05 1 punto por apartado. Total puntos Escriba a reacción que ten lugar e calcule o volume de disolución de hidróxido de sodio,00 M que se gastará na valoración de 10,0 ml de unha disolución de ácido sulfúrico 1,08 M?. 5.. Nomee o material e describa o procedemento experimental para levar a cabo a valoración anterior Reacción: H SO 4 + NaOH Na SO 4 + H O Cálculo: mol molnaoh 1L VNaOH ( ml) 0,01 L. 1,08.. 0,0108L 10, 8 ml L 1mol mol HSO4 5.. Procedemento, material e reactivos: Medir cunha pipeta os 10 ml da disolución de H SO 4 e vertelos nun matraz Erlenmeyer. Engadir unhas pingas de indicador (fenolftaleína). Nunha bureta e coa axuda dun funil, poñémo-la disolución de NaOH M. Engadimos lentamente a disolución de NaOH sobre o ácido, axitando o Erlenmeyer, ata que o indicador cambie de cor. Anotámo-lo volume gastado que resultaría ser de 10,8 ml. 1 punto por apartado. Total puntos.

63 PAU Código: 7 XUÑO 013 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos OPCIÓN A 1. Indique razoadamente se son verdadeiras ou falsas as afirmacións seguintes: 1.1. En disolución acuosa, a 5ºC, os ións Fe 3+ oxidan os ións I - a I mentres se reducen a Fe A molécula de auga presenta xeometría lineal. Datos: E 0 (Fe 3+ /Fe + )= +0,77 V; E 0 (I /I - )= +0,53 V. Para a seguinte reacción: NaHCO 3(s) Na CO 3(s) + CO (g) + H O (g) H<0.1. Escriba a expresión para a constante de equilibrio Kp en función das presións parciais... Razoe cómo afecta ao equilibrio un aumento de temperatura. 3. A calor que se desprende no proceso de obtención de un mol de benceno líquido a partir de etino gas mediante a reacción: 3C H (g) C 6 H 6(l) é de -631 kj. Calcule: 3.1. A entalpía estándar de combustión do C 6 H 6(l) sabendo que a entalpía estándar de combustión do C H (g) é -130 kj mol O volume de etino, medido a 5ºC e 15 atm (1519,5 kpa), necesario para obter 0,5 L de benceno. Datos: R=0,08 atm L K -1 mol -1 ó R=8,31 J K -1 mol -1 e densidade do benceno= 950 g L Unha disolución acuosa de ácido fluorhídrico, M está disociada nun 40%. Calcule: 4.1. A constante de acidez. 4.. O ph e a concentración de ións hidroxilo [OH - ] da disolución. 5. Disponse no laboratorio dunha disolución 0,1 M de KCl a partir da cal se desexa preparar unha disolución, M deste sal Calcule o volume necesario da primeira disolución que se necesita para preparar 50 ml da segunda. 5.. Indique o material que se debe utilizar así como o procedemento a seguir no laboratorio para preparar a segunda disolución. OPCIÓN B 1. Os números atómicos do osíxeno, do fluor e do sodio son 8, 9 e 11, respectivamente. Razoe: 1.1. Cal dos tres elementos terá un raio atómico maior. 1.. Se o raio do ión fluoruro será maior ou menor que o raio atómico do fluor.. Dados os compostos: CH 3 CH COOCH 3 CH 3 OCH 3 CHBr=CHBr.1. Noméeos e identifique a función que presenta cada un... Razoe se presentan isomería cis-trans. 3. O produto de solubilidade, a 5ºC, do PbI é de 9, Calcule a solubilidade do sal. 3.. Calcule a solubilidade do PbI nunha disolución 0,01 M de CaI, considerando que este sal se atopa totalmente disociado ml dunha disolución acuosa de cloruro de ferro(ii) fanse reaccionar, en medio ácido, cunha disolución 0,35 M de K Cr O 7 sendo necesarios 64,4 ml desta última para completar a oxidación. Na reacción o ferro(ii) oxídase a ferro(iii) e o ión Cr O 7 - redúcese a cromo(iii) Axuste a ecuación iónica da reacción polo método do ión-electrón. 4.. Calcule a molaridade da disolución de cloruro de ferro(ii). 5. Para calcular no laboratorio a entalpía de disolución do NaOH (s) disólvense,0 g de NaOH en 500 ml de auga nun calorímetro que ten un equivalente en auga de 15 g, producíndose un aumento de temperatura de 1,0ºC Explique detalladamente o material e procedemento empregados. 5.. Cal é a entalpía de disolución do NaOH?. Datos: Calor específica (auga) Calor específica (disolución) = 4,18 J/g ºC e densidade do auga= 1 g ml -1

64 PAU SETEMBRO 013 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos OPCIÓN A 1. Complete as seguintes reaccións ácido-base e identifique os pares conxugados ácido-base HCl (aq) + OH - (aq) 1.3. HNO 3 (aq) + H O (l) 1.. CO 3 -(aq)+ H O (l) 1.4. NH 3 (aq) + H O (l)..1. Deduza, a partir dos potenciais de redución estándar se a seguinte reacción: Fe + (aq) + Cl (g) Fe 3+ (aq) + Cl - (aq) terá lugar nese sentido ou no inverso. Datos: E 0 (Fe 3+ /Fe + )= +0,77 V; E 0 (Cl /Cl - ) = +1,36 V.. Razoe se unha molécula de fórmula AB debe ser sempre lineal. 3. Introdúcese PCl 5 nun recipiente pechado de 1 L de capacidade e quéntase a 493 K ata descompoñerse termicamente segundo a reacción: PCl 5(g) PCl 3(g) + Cl (g).. Unha vez alcanzado o equilibrio, a presión total é de 1 atm (101,3 kpa) e o grao de disociación 0,3. Calcular: 3.1. As concentracións das especies presentes no equilibrio e as súas presións parciais. 3.. O valor de Kc e Kp. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4. As entalpías de formación do butano (g), dióxido de carbono (g) e auga (l) a 1 atm (101,3 kpa) e 5ºC son -15,35 kj mol -1, -393,51 kj mol -1 e -85,83 kj mol -1, respectivamente. Formular a reacción de combustión do butano e calcular: 4.1. A calor que pode subministrar unha bombona que contén 6 kg de butano. 4.. O volume de osíxeno, medido en condicións normais, que se consumirá na combustión do butano contido na bombona. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 5. Na valoración de 0,0 ml dunha disolución de ácido clorhídrico gástanse 18,1 ml dunha disolución de hidróxido de sodio 0,15 M Calcule a molaridade da disolución do ácido indicando a reacción que ten lugar. 5.. Indique o material e reactivos necesarios, así coma o procedemento para levar a cabo a valoración. OPCIÓN B 1. Explicar razoadamente o efecto sobre o equilibrio: C (s) + O (g) CO (g) ΔH = 1 kj mol Se se engade CO. 1.. Se se engade C Se se eleva a temperatura Se aumenta a presión...1. Formule os seguintes compostos: 1-cloro--buteno, ácido -pentenodioico; butanoato de etilo; etanoamida... Cales deles presentan isomería cis-trans?. Razoe a resposta Que concentración debe ter unha disolución de amoníaco para que o seu ph sexa de 10,35?. 3.. Cal será o grao de disociación do amoníaco na disolución? Dato: Kb(NH 3 ) =1, Empregando o método do ión electrón axuste a ecuación química que corresponde á seguinte reacción redox: KClO 3(s) + SbCl 3(s) + HCl (aq) SbCl 5(s) + KCl (s) +H O (l) 4.. Calcule os gramos de KClO 3 que se necesitan para obter 00 g de SbCl 5, se o rendemento da reacción é do 50% Faga un esquema dunha pila formada por un eléctrodo de cinc e un eléctrodo de prata, detallando cada un dos seus compoñentes, así como o material e reactivos necesarios para a súa construción. 5.. Indique as reaccións que teñen lugar, sinalando qué eléctrodo actúa como o ánodo e cal como o cátodo; a reacción global e o potencial da pila. Datos: Eº (Zn + /Zn)= -0,76V y Eº (Ag + /Ag)= +0,80V

65 CONVOCATORIA DE XUÑO CRITERIOS XERAIS DE AVALIACIÓN DO EXAME DE QUÍMICA - As respostas deben axustarse ao enunciado da pregunta. - Terase en conta a claridade da exposición dos conceptos e procesos, os pasos seguidos, as hipóteses, a orde lóxica e a utilización adecuada da linguaxe química. - Os erros graves de concepto levarán a anular o apartado correspondente. - Os parágrafos/apartados que esixen a solución dun apartado anterior cualificaranse independentemente do resultado do devandito apartado. - Cando a resposta deba ser razoada ou xustificada, non facelo supoñerá unha puntuación de cero no apartado correspondente. Un resultado erróneo pero cun razoamento correcto valorarase. - Unha formulación incorrecta ou a igualación incorrecta dunha ecuación química puntuará como máximo o 5% da nota do apartado. - Nun problema numérico a resposta correcta, sen razoamento ou xustificación, pode ser valorada cun 0 se o corrector/a non é capaz de ver de onde saíu o devandito resultado. - Os erros nas unidades ou non poñelas descontará un 5% da nota do apartado. - Un erro no cálculo considerarase leve e descontarase o 5% da nota do apartado, agás que os resultados carezan de lóxica e o alumnado non faga unha discusión acerca da falsidade do devandito resultado. OPCIÓN A 1. Indique razoadamente se son verdadeiras ou falsas as afirmacións seguintes: 1.1. En disolución acuosa, a 5ºC, os ións Fe 3+ oxidan os ións I - a I mentres se reducen a Fe A molécula de auga presenta xeometría lineal. Datos: E 0 (Fe 3+ /Fe + )= +0,77 V; E 0 (I /I - )= +0,53 V 1.1. VERDADEIRA. Ocorre unha reacción redox, onde o Fe 3+ se reduce e o ión I - se oxida. As reaccións que teñen lugar son: I - I + e - ; Eº oxid = -0,53 V (Fe 3+ + e - Fe + ) x ;Eº red = +0,77 V I - + Fe 3+ I + Fe + ; Eº reac = +0,4V. Como Gº=-n.F.EºGº<0 e polo tanto é espontánea. 1.. FALSA Estruturas electrónicas O: 1s s p 4 e H: 1s 1. A molécula de auga presenta unha xeometría angular cun ángulo de enlace de 104,5º. Explicarase pola teoría de RPECV ou pola teoría da hibridación. 1 punto por apartado. Total puntos.. Para a seguinte reacción: NaHCO 3(s) Na CO 3(s) + CO (g) + H O (g) H<0.1. Escriba a expresión para a constante de equilibrio Kp en función das presións parciais... Razoe cómo afecta ao equilibrio un aumento de temperatura..1.- Trátase dun equilibrio heteroxéneo e polo tanto a expresión de Kp é: Kp P. P CO HO..- Pódese razoar polo principio de Le Chatelier: cando nun sistema en equilibrio se modifica algún dos factores que inflúen neste (concentración, presión, volume ou temperatura), o sistema evolúe de maneira que se despraza no sentido de contrarrestar tal variación. E así, no caso presentado, ao aumentar a temperatura, o equilibrio desprázase favorecendo a reacción endotérmica; polo tanto, cara á esquerda ( ). 1 punto por apartado. Total puntos.

66 3. A calor que se desprende no proceso de obtención dun mol de benceno líquido a partir de etino gas mediante a reacción: 3C H (g) C 6 H 6(l) é de -631 kj. Calcule: 3.1. A entalpía estándar de combustión do C 6 H 6(l) sabendo que a entalpía estándar de combustión do C H (g) é -130 kj mol O volume de etino, medido a 5ºC e 15 atm (1519,5 kpa), necesario para obter 0,5 L de benceno. Datos: R=0,08 atm L K -1 mol -1 ó R=8,31 J K -1 mol -1 e densidade do benceno= 950 g L C 6 H 6(l) + 15/ O (g) 6CO (g) + 3H O (g) H=? C 6 H 6(l) 3C H (g) 3C H (g) + 15/ O (g) 6CO (g) + 3H O (g) C 6 H 6(l) + 15/ O (g) 6CO (g) + 3H O (g) H= +631 kj H= 3 x (-130)= kj H= (-3906)= -375 kj/mol 3.. Unha vez axustada a reacción e tendo en conta a súa estequiometría e a densidade do benceno: 950 g C6H6 1molC6H 6 3molCH 0,5LC6H 6 9, 1molCH 1LC6H6 78,1 g C6H6 1molC6H 6 A partir da ecuación dos gases ideais, PV=nRT, resulta: atm V 9,13mol 0,08atm L K mol (73 5) K V=14,9 L 1 punto por apartado. Total puntos. 4. Unha disolución acuosa de ácido fluorhídrico, M está disociada nun 40%. Calcule: 4.1. A constante de acidez. 4.. O ph e a concentración de ións hidroxilo [OH - ] da disolución A reacción que ten lugar é: Molaridade HF HF + + H H O F - + H 3 O + O F - + H 3 O + [Inicial], [Equilibrio], ,6, ,4, ,4 F H O e a expresión do Ka M x 110 M 4 6, HF 1,5 10 M Outra maneira de facelo sería a seguinte, tendo en conta o grao de disociación (=0,4): Ka F H O HF 3 3 c c,5 10 x (0,4) c(1 ) 1 1 0,4 6, H O,510 0,4 1,0 10 M; ph logh 0 ph 3, OH H O 1,0 10 ; OH 1,0. M punto por apartado. Total puntos. 5. Disponse no laboratorio dunha disolución 0,1 M de KCl a partir da cal se desexa preparar unha disolución, M deste sal Calcule o volume necesario da primeira disolución que se necesita para preparar 50 ml da segunda. 5.. Indique o material que se debe utilizar así como o procedemento seguido no laboratorio para preparar a segunda disolución. 4

67 3 0,5 L x,0.10 M 5.1. Cálculo: 3 V1. M1 V. M V L 5mL 0,1 M 5.. Material: pipeta, funil, matraz aforado de 50 ml, frasco lavador, frasco de vidro, dispensador. Procedemento: cunha pipeta e un dispensador mídense 5 ml de disolución concentrado e vértense no matraz aforado. Engádese auga ata preto da afora, homoxenízase e a continuación enrásase cun contapingas ou unha pipeta. A continuación trasvásase, con axuda do funil, a un frasco adecuado e etiquetado para a súa conservación. 1 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN B 1. Os números atómicos do osíxeno, do flúor e do sodio son 8, 9 e 11, respectivamente. Razoe: 1.1. Cal dos tres elementos terá un raio atómico maior. 1.. Se o raio do ión fluoruro será maior ou menor que o raio atómico do flúor. 1.1.As estruturas electrónicas dos elementos son O: 1s s p 4 ; F: 1s s p 5 e Na: 1s s p 6 3s 1. O sodio terá o maior raio atómico porque o derradeiro electrón está nun nivel n=3 máis lonxe do núcleo que no osíxeno ou no flúor con n=. 1.. O raio do ión fluoruro F - será maior que o F xa que a carga nuclear permanece constante (Z=9) pero ó gañar 1 e - a repulsión entre os electróns aumenta e o tamaño da nube electrónica tamén aumenta. 1 punto por apartado. Total puntos.. Dados os compostos: CH 3 CH COOCH 3 CH 3 OCH 3 CHBr=CHBr.1. Noméeos e identifique a función que presenta cada un... Razoe se presentan isomería cis-trans..1. Propanoato de metilo, función éster (R 1 COO R ) dimetiléter ou metoximetano, éter (R 1 O R ) 1,-dibromoeteno, derivado haloxenado (R 1 Br) e dobre enlace.. O CHBr=CHBr presenta un dobre enlace con substituíntes distintos en cada carbono do dobre enlace e polo tanto isomería xeométrica cis-trans 1 punto por apartado. Total puntos. 3. O produto de solubilidade, a 5ºC, do PbI é de 9, Calcule a solubilidade do sal. 3.. Calcule a solubilidade do PbI nunha disolución 0,01 M de CaI, considerando que este sal se atopa totalmente disociado O proceso que ten lugar HF é: PbI + H O F - + H 3 O + (s) Pb + (aq) + I - (aq) Ks Pb. I s.(s) 9,6.10 4s s 1,3.10 M s 3.. Nunha disolución de CaI, a concentración de ións I - será a suma da concentración dos ións ioduro procedentes da disociación do CaI (que está totalmente disociado) e dos ións ioduro procedentes do PbI disolto. Se chamamos s á solubilidade do PbI nestas condicións, a 9 Ks 9,6.10 Pb. I s.( s 0,0) ; s é despreciable frontea 0, e polo tanto: ,6.10 s. (0,0) s,4.10 M Tamén poderían expresar a solubilidade en g/l, tendo en conta o Pm. 1 punto por apartado. Total puntos. s

68 ml dunha disolución acuosa de cloruro de ferro(ii) fanse reaccionar, en medio ácido, cunha disolución 0,35 M de K Cr O 7, sendo necesarios 64,4 ml desta última para completar a oxidación. Na reacción o ferro(ii) oxídase a ferro(iii) e o ión Cr O 7 - redúcese a cromo(iii) Axuste a ecuación iónica da reacción polo método do ión-electrón. 4.. Calcule a molaridade da disolución de cloruro de ferro(ii) Semirreación oxidación: (Fe + Fe e - ) x 6 Semirreacción redución: (Cr O H + +6e - Cr H O) x 1 Ecuación iónica: 6Fe + + Cr O H + 6Fe 3+ + Cr H O 4.. Unha vez axustada a reacción e tendo en conta a estequiometría desta: 0,35mol Cr O 6mol Fe 0,135 0,0644 L 7 0,135 mol FeCl M 1, 35M L mol Cr O 0,1 7 1 punto por apartado. Total puntos. 5. Para calcular no laboratorio a entalpía de disolución do NaOH (s) disólvense,0 g de NaOH en 500 ml de auga nun calorímetro que ten un equivalente en agua de 15 g, producíndose un aumento de temperatura de 1,0ºC Explique detalladamente o material e procedemento empregados. 5.. Cal é a entalpía de disolución do NaOH? Datos: Calor específica (auga) Calor específica (disolución) = 4,18 J/g ºC e densidade da auga= 1 g ml Material: calorímetro con termómetro e axitador, balanza, vidro de reloxo, probeta, espátula. Procedemento: nun calorímetro introducimos 500 ml de auga medidos cunha probeta; anotamos a temperatura inicial que marca o termómetro, T 1. Nunha balanza pesamos g de NaOH, introducímolos no calorímetro coa auga, péchase e removemos co axitador. Lemos no termómetro a temperatura máxima que acada, T. Neste caso o T= T -T 1 =1ºC. 5.. A calor desprendida na reacción: Qreac ( mdisolución. Ce. T equiv calorímetro. Ce. T ) Polo tanto a calor sería igual: Q reac 500mL. 1g / ml g. 4,18J / gº C. 1º C (15 g. 4,18J / gº C. 1º C 161J, 16 kj O número de moles: de disolución: 1mol NaOH n NaOH g NaOH. 0, 05mol NaOH 40 g NaOH Q 161 J 4 H 4,3.10 J / mol 43,kJ / mol nº mol 0,05 mol 1 punto por apartado. Total puntos. e polo tanto a entalpía CONVOCATORIA DE SETEMBRO CRITERIOS XERAIS DE AVALIACIÓN DO EXAME DE QUÍMICA - As respostas deben axustarse ao enunciado da pregunta. - Terase en conta a claridade da exposición dos conceptos, procesos, os pasos seguidos, as hipóteses, a orde lóxica e a utilización adecuada da linguaxe química. - Os erros graves de concepto levarán a anular o apartado correspondente. - Os parágrafos/apartados que esixen a solución dun apartado anterior cualificaranse independentemente do resultado do devandito apartado. - Cando a resposta deba ser razoada ou xustificada, non facelo supoñerá unha puntuación de cero no apartado correspondente. Un resultado erróneo pero cun razoamento correcto valorarase.

69 - Unha formulación incorrecta ou a igualación incorrecta dunha ecuación química puntuará como máximo o 5% da nota do apartado. - Nun problema numérico a resposta correcta, sen razoamento ou xustificación, pode ser valorada cun 0 se o corrector/a non é capaz de ver de onde saíu o devandito resultado. - Os erros nas unidades ou non poñelas descontará un 5% da nota do apartado. - Un erro no cálculo considerarase leve e descontarase o 5% da nota do apartado, agás que os resultados carezan de lóxica e o alumnado non faga unha discusión acerca da falsidade do devandito resultado. OPCIÓN A 1. Complete as seguintes reaccións ácido-base e identifique os pares conxugados ácido-base HCl (aq) + OH - (aq) 1.3. HNO 3 (aq) + H O (l) 1.. CO 3 -(aq)+ H O (l) 1.4. NH 3 (aq) + H O (l) 0,5 puntos por apartado. Total puntos HCl (aq) + OH - (aq) Cl - (aq) + H O (l) ácido 1 base base 1 ácido 1.. CO 3 - (aq) + H O (l) HCO 3 -(aq) + OH - (aq) base 1 ácido ácido 1 base 1.3. HNO 3 (aq) + H O (l) NO 3 -(aq) + H 3 O + (aq) ácido 1 base base 1 ácido 1.4. NH 3 (aq) + H O (l) NH 4 + (aq) + OH - (aq) base 1 ácido ácido 1 base..1. Deduza, a partir dos potenciais de redución estándar se a seguinte reacción: Fe + (aq) + Cl (g) Fe 3+ (aq) + Cl - (aq) terá lugar nese sentido ou no inverso. Datos: E 0 (Fe 3+ /Fe + )= +0,77 V; E 0 (Cl /Cl - ) = +1,36 V.. Razoe se unha molécula de fórmula AB debe ser sempre lineal A reacción terá lugar no sentido descrito, onde o Fe + se oxida e o Cl se reduce. As reaccións que teñen lugar son: (Fe + Fe e - ) x ; CI + e - Cl - Eº oxid = -0,77 V Eº red = +1,36 V Fe + + Cl Fe + + Cl - ; Eº reac = +0,59V. Como Gº=-n.F.EºGº<0 e polo tanto é espontánea...- Pódese razoar pola teoría da repulsión de electróns da capa de valencia (TRPEV). Unha molécula de fórmula AB será lineal se no átomo central non hai pares de electróns libres, coma no caso do BeCl ou CO, con ángulo de enlace de 180º. Non obstante, se ten pares de electróns libres, podería ser angular coma no caso da auga, con ángulo de enlace de 104,5º. 1 punto por apartado. Total puntos. 3. Introdúcese PCl 5 nun recipiente pechado de 1 L de capacidade e quéntase a 493 K ata descompoñerse termicamente segundo a reacción: PCl 5(g) PCl 3(g) + Cl (g). Unha vez alcanzado o equilibrio, a presión total é de 1 atm (101,3 kpa) e o grao de disociación, 0,3. Calcular: 3.1. As concentracións das especies presentes no equilibrio e as súas presións parciais. 3.. O valor de Kc e Kp. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol Concentración no equilibrio PCl 5 (g) PCl 3(g) + Cl (g) C o (1-) C o C o 0,68 C o 0,3C o 0,3C o 3.1. A partir da ecuación dos gases ideais as presións parciais de cada gas: n PV n RT P RT PPCl,68 Co R T e a PPCl PCl 0, 3 Co RT V ; e se a presión total (suma das presións parcias) é de 1 atm, resulta que 1atm PT 1 0,68 Co R T 0,3 Co RT 0,3Co RT Co 1 1 1,7x0,08atm L K mol x493k C o 0,019 mol / L

70 As concentracións e as presións parciais das especies no equilibrio serán: 3 PCl 0,68 x0,019 0,013M; PCl Cl 0,3 x0,019 6,1. M ,68 x0,019 x 0,08 x493 0,5atm; PCl 3 Cl 0,3 x0,019 x0,08 x493 PCl 0, 4atm 3.. O valor das constantes de equilibrio son: K p PCl Cl PCl 3 3 6,1.10 x6, K c, ,013 PPCl. P 0,4 0,4 3 Cl x n 3 1 0,11 ou ben Kp K ( RT ),9.10 x(0,08 x493) 0,11 P 0,5 c PCl 5 1 punto por apartado. Total puntos. 4. As entalpías de formación do butano (g), dióxido de carbono (g) e auga (l) a 1 atm (101,3 kpa) e 5ºC son -15,35 kj mol -1, -393,51 kj mol -1 e -85,83 kj mol -1, respectivamente. Formular a reacción de combustión do butano e calcular: 4.1. A calor que pode suministrar unha bombona que contén 6 kg de butano. 4.. O volume de osíxeno, medido en condicións normais, que se consumirá na combustión do butano contido na bombona. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4.1. Reacción de combustión: C 4 H 10(g) + 13/ O (g) 4CO (g) + 5H O (g) ΔH c =H f produtos H f reactivos = [4.( 393,51)+5.( 85,83)] [1.( -15,35)+0] = 877,84 kj mol -1 Polo tanto a calor que pode suministrar 6000 g do butano contido na bombona é: 1 mol C4H10 877,84kJ 6000g C4H10, ,1g C H 1molC H Para calcular o volume de osíxeno consumido calcúlanse o número de moles e logo aplícase a ecuación dos gases ideais: 1 mol C4H10 13/ molo,4 LO 6000g C4H10 15, ,1g C H 1molC H 1molO 1 punto por apartado. Total puntos Na valoración de 0,0 ml dunha disolución de ácido clorhídrico gástanse 18,1 ml dunha disolución de hidróxido de sodio 0,15 M Calcule a molaridade da disolución do ácido indicando a reacción que ten lugar. 5.. Indique o material e reactivos necesarios, así como o procedemento para levar a cabo a valoración Reacción: HCl + NaOH NaCl + H O Cálculo: HCl V x NaOH V HCl 5 kj 0,181L x0,15mol / L 0, 0,00 L NaOH Procedemento, material e reactivos: medir cunha pipeta os 0 ml da disolución de HCl e vertelos nun matraz Erlenmeyer. Engadir unhas pingas de indicador (fenolftaleína). Nunha bureta e coa axuda dun funil, poñémo-la disolución de NaOH 0,15 M. Engadimos lentamente a disolución de NaOH sobre o ácido, axitando o Erlenmeyer, ata que o indicador cambie de cor. Anotámo-lo volume gastado, que resultaría ser de 18,1 ml. 1 punto por apartado. Total puntos. 3 M L

71 OPCIÓN B 1. Explicar razoadamente o efecto sobre o equilibrio: C (s) + O (g) CO (g) ΔH = 1 kj mol Se se engade CO. 1.. Se se engade C Se se eleva a temperatura Se aumenta a presión. Tendo en conta o principio de Le Chatelier, de forma resumida: cando nun sistema en equilibrio se produce unha modificación das variables que o determinan (concentración, presión, temperatura), o equilibrio desprázase no sentido de contrarrestar o devandito cambio Ao engadir CO, o equilibrio desprazarase no sentido no que sexa consumido, é dicir, cara á esquerda ( ). 1.. Engadir C non afecta ao equilíbrio por ser un sólido, e polo tanto non intervén na Kc Un aumento de temperatura favorece a reacción endotérmica, polo tanto o equilibrio se desprazará cara á esquerda ( ) Ao aumentar a presión o equilibrio desprazarase cara a onde hai menor número de moles gasosos, é dicir, cara á esquerda ( ). 0,5 puntos por apartado. Total puntos...1. Formule os seguintes compostos: 1-cloro--buteno, ácido -pentenodioico; butanoato de etilo; etanoamida... Cales deles presentan isomería cis-trans? Razoe a resposta..1. CH Cl-CH=CH-CH 3 ; COOH-CH=CH-CH -COOH; CH 3 -CH -CH -COO-CH -CH 3 ; CH 3 -CONH.. O 1-cloro--buteno e o ácido -pentenodioico presentan un dobre enlace C=C con substituintes distintos en cada carbono e polo tanto isomería cis-trans H H C=C ClH C CH 3 Cis-1-cloro--buteno H H C=C HOOC CH -COOH Cis- ácido -pentenodioico ClH C H CH 3 C=C H Trans-1-cloro--buteno H C=C HOOC H CH -COOH Trans- ácido -pentenodioico 1 punto por apartado. Total puntos Que concentración debe ter unha disolución de amoníaco para que o seu ph sexa de 10,35? 3.. Cal será o grao de disociación do amoníaco na disolución? Dato: Kb(NH 3 ) =1, A disociación do amoníaco na auga é: NH 3 + H O NH OH -. A partir do ph calcúlase o poh poh=14-ph=3,65, polo que [OH - ]=10 -poh =, M NH 3 + H O + NH 4 + OH - Concentración molar [Equilibrio] C o -,4.10-4,4.10-4, A partir do valor de Kb calcúlase a concentración da disolución de amoníaco: Kb NH OH (,4.10 )(,4.10 ) 1,78.10 C 4 o 3, NH ( C,4.10 ) 3 o 3 M

72 3..,4.10 3, ,074 1,5 puntos polo apartado 3.1 e 0,5 puntos polo apartado 3.. Total puntos Empregando o método do ión electrón axuste a ecuación química que corresponde á seguinte reacción redox: KClO 3(s) + SbCl 3(s) + HCl (aq) SbCl 5(s) + KCl (s) +H O (l) 4.. Calcule os gramos de KClO 3 que se necesitan para obter 00 g de SbCl 5, se o rendemento da reacción é do 50% Semirreacción oxidación: (Sb 3+ Sb 5+ + e - ) x 3 Semirreacción redución: (ClO H + +6e - Cl - + 3H O) x 1 Ecuación iónica: Ecuación molecular: 3Sb 3+ + ClO H + 3Sb 5+ + Cl - + 3H O 3SbCl 3 + KClO 3 + 6HCl 3SbCl 5 + KCl + 3H O 4.. Unha vez axustada a reacción e tendo en conta a estequiometría desta: 1mol SbCl 1mol KClO 1,6 g KClO g SbCl g KClO , 6 99,3 g SbCl5 3mol SbCl5 mol KClO punto por apartado. Total puntos Faga un esquema dunha pila formada por un eléctrodo de cinc e un eléctrodo de prata, detallando cada un dos seus compoñentes, así como o material e reactivos necesarios para a súa construción. 5.. Indique as reaccións que teñen lugar, sinalando qué eléctrodo actúa como o ánodo e cal como o cátodo; a reacción global e o potencial da pila. Datos: Eº (Zn + /Zn)= -0,76V y Eº (Ag + /Ag)= +0,80V Esquema da pila con compoñentes: Voltímetro Ponte salina Lámina de Zn Lámina de Ag Zn + Ag + Ánodo Zn Zn + + e - Cátodo Ag + + 1e - Reactivos: eléctrodos de Zn e Ag, disolucións de Zn + e de Ag +, disolución de electrólito inerte como ponte salina. Material: fío condutor, tubo de vidro en U, algodón, dous vasos de precipitados, amperímetro/voltímetro, pinzas de crocodilo. 5.. As reaccións que teñen lugar son: Redución x (Ag + (ac) + e - Ag (s) ); Eº= +0,80 V Cátodo Oxidación Zn (s) Zn + (ac) + e - ; Eº= +0,76 V Ánodo Reacción global Zn + Ag + Zn + + Ag Eº= +1,56V 1 punto por apartado. Total puntos. Ag

73 PAU XUÑO 01 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos OPCIÓN A 1. Cos seguintes datos Eº(Fe + /Fe)= -0,44 V y Eº(Ag + /Ag)= +0,80 V, indique razoadamente: 1.1. As reaccións que se producen nos eléctrodos indicando o ánodo e o cátodo. 1.. A reacción global e o potencial estándar da pila formada con estes eléctrodos.. Ordene de menor a maior e de xeito razoado os seguintes elementos: sodio, aluminio, silicio, fósforo e cloro; segundo:.1. O primeiro potencial de ionización... O raio atómico A partir dos datos das entalpías de formación calcule a entalpía estándar de combustión do metano. 3.. Sabendo que a combustión de 1,0 g de TNT libera 4600 kj calcule o volume de metano, medido a 5 ºC e 1 atm (101,3 kpa) de presión, que é necesario queimar para producir a mesma enerxía que 1,0 g de TNT. Datos: H f º(CH 4(g) )= -75kJ mol -1 ; H f º(CO (g) )= -394 kj mol -1 ; H f º(H O (g) )= -4 kj mol -1 R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4. O CO reacciona co H S a altas temperaturas segundo: CO (g) + H S (g) COS (g) + H O (g). Introdúcense 4,4 g de CO nun recipiente de,55 L a 337ºC e unha cantidade suficiente de H S para que, una vez alcanzado o equilibrio, a presión total sexa de 10 atm (1013,1 kpa). Se na mestura en equilibrio hai 0,01 moles de auga, calcule: 4.1. O número de moles de cada unha das especies no equilibrio. 4.. O valor de K c y K p a esa temperatura. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol Realice os cálculos necesarios para preparar un litro dunha disolución acuosa 1,0 M de ácido clorhídrico a partir de ácido clorhídrico comercial de densidade 1,18 g ml -1 e riqueza do 36% en masa. 5.. Indique o procedemento e o material empregado para a súa preparación no laboratorio. OPCIÓN B 1. Indique, de forma razoada, o tipo de enlace que presentan e dúas propiedades para cada unha das substancias seguintes: 1.1. Limaduras de magnesio. 1.. Cloruro de sodio.. Razoe se as seguintes afirmacións, referidas a unha disolución 0,1 M dun ácido débil HA, son correctas..1. As concentracións no equilibrio das especies A - e H 3 O + son iguais... O ph da disolución é O sulfato de estroncio é un sal moi pouco soluble en auga. A cantidade máxima deste sal que se pode disolver en 50 ml de auga a 5 ºC é de 6,0 mg Calcule o valor da constante do produto de solubilidade do sal a 5ºC. 3.. Indique se se formará un precipitado de sulfato de estroncio ao mesturar volumes iguais de disolucións de Na SO 4 0,0 M e de SrCl 0,01 M, considerando que ambos os sales están totalmente disociados. Supoña os volumes aditivos. 4. O estaño metálico reacciona co ácido nítrico concentrado e forma óxido de estaño(iv), dióxido de nitróxeno e auga Axuste a reacción que ten lugar polo método do ión-electrón. 4.. Calcule o volume dunha disolución de ácido nítrico do 16,0% en masa e densidade 1,09 g ml -1, que reaccionará con,00 g de estaño. 5. Dispoñemos no laboratorio de 500 ml de hidróxido de sodio 0,5 M a partir do cal se deben preparar 100 ml dunha disolución de hidróxido de sodio 0,05 M Indique o volume que debemos tomar da primeira disolución. 5.. Describa o procedemento indicando o material necesario para a preparación da disolución.

74 PAU SETEMBRO 01 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos OPCIÓN A 1. Os elementos A, B, C y D teñen números atómicos 10, 15, 17 e 0, respectivamente. Indique: 1.1. Cal ten maior potencial de ionización e cal maior raio atómico? 1.. A configuración electrónica de A, B, C - e D +. Razoe as respostas.. Aplicando a teoría da repulsión dos pares electrónicos da capa de valencia, indique razoadamente, a xeometría das moléculas seguintes:.1. NF 3.. BF 3 3. Nun matraz de 5 L introdúcese unha mestura de 0,9 moles de N e 0,51 moles de O e quéntase ata 00 K, establecéndose o equilibrio N (g) + O (g) NO (g). Tendo en conta que nestas condicións reacciona o 1,09 % do nitróxeno inicial: 3.1. Calcule a concentración molar de todos os gases no equilibrio a 00 K. 3.. Calcule o valor das constantes Kc e Kp a esa temperatura. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4. O produto de solubilidade do cloruro de chumbo(ii) é 1, a 98 K Determine a solubilidade do cloruro de chumbo(ii), expresada en mol L Mestúranse 00 ml dunha disolución 1, M de Pb(NO 3 ) e 00 ml dunha disolución de HCl de ph=3. Supoñendo que os volumes son aditivos indique se precipitará cloruro de chumbo(ii). 5. Constrúese unha pila coas seguintes semicelas: Cu + /Cu e Zn + /Zn cuios potenciais estándar de redución son +0,34 V e -0,76 V, respectivamente Escribir as reaccións que acontecen en cada eléctrodo e a reacción global da pila. 5.. Faga un esquema da pila indicando todos os elementos necesarios para o seu funcionamento e o sentido no que circulan os electróns. OPCIÓN B 1. Poña un exemplo, razoando as respostas, dunha molécula que conteña: 1.1. Un carbono con hibridación sp. 1.. Un nitróxeno con hibridación sp 3.. Para unha disolución acuosa dun ácido HA de K a = , xustifique se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións:.1. A constante de acidez de HA é menor cá constante de basicidade da súa base conxugada... Se se dilúe a disolución do ácido, o seu grao de disociación permanece constante. 3. Unha mostra comercial e impura de 0,71 g de carburo de calcio (CaC ) reacciona con exceso de auga producindo etino e hidróxido de calcio. Se o volume de etino (C H ) recollido a 5ºC e 0,98 atm (99,3 kpa) foi de 0,5 L: 3.1. Determine a masa en gramos de hidróxido de calcio formado. 3.. Calcule a porcentaxe de pureza da mostra comercial. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4. Para o proceso Fe O 3(s) + Al (s) Al O 3(s) + Fe (s), calcule 4.1. A entalpía da reacción en condicións estándar e a calor desprendida ao reaccionar 16,0 g de Fe O 3 coa cantidade suficiente de Al. 4.. A masa de óxido de aluminio que se obtén no apartado anterior. Datos: H f º (Al (s) + 3/O (g) Al O 3(s) )=-166 kj mol -1 ; H f º (Fe (s) +3/O (g) Fe O 3(s) )= -836 kj mol Que volume de disolución de NaOH 0,1 M se necesita para neutralizar 10 ml de disolución de HCl 0, M? Xustifique cal será o ph no punto de equivalencia. 5.. Describa o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoración.

75 CRITERIOS XERAIS DE AVALIACIÓN - As respostas deben axustarse ao enunciado da pregunta. - Terase en conta a claridade da exposición dos conceptos, procesos, os pasos seguidos, as hipóteses, a orde lóxica e a utilización adecuada da linguaxe química. - Os erros graves de concepto levarán a anular o apartado correspondente. - Os parágrafos/apartados que esixen a solución dun apartado anterior cualificaranse independentemente do resultado do devandito apartado. - Cando a resposta deba ser razoada ou xustificada, non facelo supoñerá unha puntuación de cero no apartado correspondente. Un resultado erróneo pero cun razoamento correcto valorarase. - Unha formulación incorrecta ou a igualación incorrecta dunha ecuación química puntuará como máximo o 5% da nota do apartado. - Nun problema numérico a resposta correcta, sen razoamento ou xustificación, pode ser valorada cun 0 se o corrector/a non é capaz de ver de onde saíu o devandito resultado. - Os erros nas unidades ou non poñelas descontará un 5% da nota do apartado. - Un erro no cálculo considerarase leve e descontarase o 5% da nota do apartado, agás que os resultados carezan de lóxica e o alumnado non faga unha discusión acerca da falsidade do devandito resultado. OPCIÓN 1 CONVOCATORIA DE XUÑO. Cos seguintes datos Eº(Fe + /Fe)= -0,44 V y Eº(Ag + /Ag)= +0,80 V, indique razoadamente: 1.1. As reaccións que se producen nos electrodos indicando o ánodo e o cátodo. 1.. A reacción global e o potencial estándar da pila formada con estes electrodos Ten lugar unha reacción redox, onde o ión Ag + redúcese e o ferro oxidase para que Eºdado que Gº= n.f.eºgº<0. Oxidación Fe Fe + + e - ; Eº= +0,44 V Ánodo Reducción Ag e - Ag; Eº= +0,80 V Cátodo 1.. Fe + Ag + Fe + + Ag; Eº= +1,4V. 1 punto por apartado. Total puntos.. Ordene de menor a maior e de xeito razoado os seguintes elementos: sodio, aluminio, silicio, fósforo e cloro segundo:.1. O primeiro potencial de ionización... O raio atómico. Os elementos sodio, aluminio, silicio, fósforo e cloro pertencen o terceiro período.1. O potencial de ionización pódese definir coma a mínima enerxía necesaria para que un átomo neutro dun elemento X, en estado gasoso e en estado fundamental, ceda un electrón do seu nivel externo e convírtase nun ión X +, tamén en estado gasoso e fundamental: X (g) + PIX + + 1e - Dada a posición na táboa dos elementos, nun período ao aumentar ao número atômico faise maior o potencial de ionización, xá que se incrementa a atracción nuclear sobre o electrón mais externo, xá que diminúe o raio atômico e aumenta a carga nuclear sobre él. A orde sería Na<Al<Si<P<Cl.. Pódese definir o raio coma a metade da distancia entre dous núcleos de dous átomos iguais enlazados entre si. Nun período o aumentar o número atômico diminúe o raio atómico, xá que se incrementa a carga nuclear sobre o electrón mais externo e o número de níveis ocupados non varía. Coma tódolos elementos están no terceiro período, a orde de menor a maior raio sería o seguinte: Cl<P<Si<Al<Na 1 punto por apartado. Total puntos A partires dos datos das entalpías de formación calcule a entalpía estándar de combustión do metano. 3.. Sabendo que a combustión de 1,0 g de TNT libera 4600 kj calcule o volume de metano, medido a 5 ºC e 1 atm (101,3 kpa) de presión, que é necesario queimar para producir a mesma enerxía que 1,0 g de TNT. Datos: H f º(CH 4(g) )= -75kJ mol -1 ; H f º(CO (g) )= -394 kj mol -1 ; H f º(H O (g) )= -4 kj mol -1 R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol

76 3.1. Reacción de combustión: CH 4(g) + O (g) CO (g) + H O (g) ΔH c =H f productos H f reactivos = [1.( 394)+.( 4)] [1.( 75)+0] = 803 kj mol Os moles de metano necesarios para producir a enerxía que 1,0 g de TNT son: 1 mol CH 4600 kj 4 5,73moles de CH 4 ; e a pola ecuación dos gases ideais, PV=nRT, 803 kj calcúlase o volume 73 5K; polo que V L 1atm V 5,73moles 0,08atm L/ K mol punto por apartado. Total puntos. 4. O CO reacciona co H S a altas temperaturas segundo: CO (g) + H S (g) COS (g) + H O (g). Se introducen 4,4 g de CO nun recipiente de,55 L a 337ºC, e una cantidade suficiente de H S para que, una vez alcanzado o equilibrio, a presión total sexa de 10 atm (1013,1 kpa). Se na mestura en equilibrio hai 0,01 moles de agua, calcule: 4.1. O número de moles de cada unha das especies no equilibrio. 4.. O valor de K c y K p a esa temperatura. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4.1 Dada a reacción CO (g) + H S (g) COS (g) + H O (g) Os moles inicias de dióxido de carbono 4,4 g CO calcúlanse tendo en conta o peso molecular, e as moles de CO 0, 1moles de CO 44 g / mol CO (g) + H S (g) COS (g) + H O (g) nº moles iniciais 0,1 x nº moles que reaccionan 0,01 0,01 0,01 0,01 nº moles no equilibrio 0,1 0,01 x 0,01 0,01 0,01 A presión total e a suma das presión parciais das sustancias gasosas, e tendo en conta a ecuación dos gases ideais, podemos plantexar a seguinte ecuación: RT RT RT RT P T 10 atm 0,09 ( x 0,01) 0,01 0, 01 V V V V valores, se despexa x, é resulta, x=0,41 moles. PT 10 atm PCO PH S PCOS P HO, substituíndo R, V e T polos seus Polo tanto, no equilibrio hai 0,09 moles de CO, 0,40 moles de H S e 0,01 de COS e 0,01 mol de H O. COS H 4.. O valor de Kc= O CO H S PCOS PH O valor de Kp= O PCO P HO Ou tamén a partir de K p =K c (RT) n 0,01 V 0,09 0,40 V V 3,77.10 ; 0,196 0,196 3,77.10 ; 1,765 7,846 1 punto por apartado. Total puntos.

77 Realice os cálculos necesarios para preparar un litro dunha disolución acuosa 1,0 M de ácido clorhídrico a partir de ácido clorhídrico comercial de densidade 1,18 g ml -1 e riqueza do 36% en masa. 5.. Indique o procedemento e o material empregado para a súa preparación no laboratorio Cálculo: O volume a tomar da disolución de ácido clorhídrico comercial é: 36,5 g / mol 100 g disoluc. 1mLdisoluc. V ( ml) de HCl 1mol HCl ml mol HCl 36 g HCl 1,18 g disoluc. 5.. Material: probeta, funil, matraz aforado, frasco lavador, contagotas, frasco de vidro Procedemento:. Nun matraz aforado de 1 L engadir un pouco de auga coa axuda do frasco lavador. Nunha vitrina de gases e cunha probeta de 100 ml medir 86 ml do HCl comercial. Coa axuda dun funil vertelo no matraz aforado anterior. Engadir auga destilada ata cerca do aforo, enrasar coa axuda dun contagotas ou pipeta e homoxenizar. Coa axuda dun funil pasa a disolución preparada ó frasco de vidro adecuado para o seu etiquetado e almacenado. 1 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN 1. Indique, de forma razoada, o tipo de enlace que presentan e dúas propiedades para cada unha das substancias seguintes: 1.1. Limaduras de magnesio. 1.. Cloruro de sodio Limaduras de magnesio. Enlace metálico é a forza de unión existente entre os átomos dos metais, ao que deben a súa estabilidade e propiedades as redes cristalinas metálicas (xustificar o porqué). Algunhas propiedades son: puntos de fusión e de ebulición elevados, alta conductividade eléctrica en estado sólido, alta conductividade térmica, boas propiedades mecánicas como ductilidad, maleabilidade, densidade elevada en xeral. 1.. Cloruro de sodio. Enlace iónico (xustificar o porqué). Algunhas propiedades son puntos de fusión e de ebulición elevados, a maioría son solubles en auga e en disolventes polares, en estado sólido non conducen a electricidade pero sí o fan cando están disoltos ou fundidos. 1 punto por apartado. Total puntos.. Razoe se as seguintes afirmacións, referidas a unha disolución 0,1 M dun ácido débil HA, son correctas..1. As concentracións no equilibrio das especies A - é H 3 O + son iguais... O ph da disolución é Sí, a disociación que se produce é a seguinte: HA (ac) + H O (l) A - (ac) + H 3 O + (ac) nº moles iniciais 0,1 nº moles que reaccionan -x x x nº moles no equilibrio 0,1 x x x.. Non, se o ph=1, quere decir que a [H 3 O + ]=0,1M o que significaría que o ácido está totalmente ionizado, é decir, sería un ácido forte. 1 punto por apartado. Total puntos.

78 3. O sulfato de estroncio é unha sal moi pouco soluble en auga. A cantidade máxima deste sal que se pode disolver en 50 ml de agua a 5 ºC é de 6,0 mg Calcule o valor da constante do produto de solubilidade do sal a 5ºC. 3.. Indique se se formará un precipitado de sulfato de estroncio ao mesturar volumes iguais de disolucións de Na SO 4 0,0 M e de SrCl 0,01 M, considerando que ambos sales están totalmente disociados. Supoña os volumes aditivos Tendo en conta a reacción que ten lugar e a expresión da Ks, resulta: SrSO 4(s) Sr + (aq) + SO 4 - aq) s,06 g / 183,6 g / mol e a solubilidade s 5, ,5 L 4 7 Ks s. s s s (5,66.10 ) 3,1.10. s Tendo en conta as reaccións que teñen lugar resulta: Na SO 4(s) Na + + SO 4-0,0 M. 0,0 M M. O P s = [Sr + ]. [SO - 4 ] e polo tanto 0,0 M SO 0, 01 M 4 SrCl (s) Sr + + Cl - 0,01 M 0,01 M Sr 0, 005M 0,01 M. Aplicando [Sr + ].[SO 4 - ]= 1, = > K Ps(SrSO4) formarase precipitado. 0,75 puntos o apartado 3.1. e 1,5 puntos o apartado 3.. Total puntos. 4. O estaño metálico reacciona co ácido nítrico concentrado e forma óxido de estaño(iv), dióxido de nitróxeno e auga Axuste a reacción que ten lugar polo método do ión-electrón. 4.. Calcule o volume dunha disolución de ácido nítrico do 16,0% en masa e densidade 1,09 g ml -1, que reaccionará con,00 g de estaño Semirreación reducción: (NO H + + e - NO + H O) x 4 Semirreacción oxidación: Sn + H O SnO + 4 H + + 4e - Ecuación iónica: Ecuación global: 4NO H + + Sn + H O SnO + 4H NO + 4H O 4HNO 3 + Sn SnO + 4 NO + H O 4.. Según a estequiometría 4 mol de 4HNO 3 oxidan 1 mol de Sn. 1mol Sn 4moles HNO3 63g / mol 100 g disoluc. 1mLdisoluc. V ( ml) de HNO3,00 g Sn , 3mL 118,7g Sn 1mol Sn mol HNO 16 g HNO 1,09 g disoluc. 1 punto por apartado. Total puntos Dispoñemos no laboratorio de 500 ml de hidróxido de sodio 0,5 M a partires do cal débense preparar 100 ml dunha disolución de hidróxido de sodio 0,05 M Indique o volume que debemos tomar da primeira disolución.

79 5.. Describa o procedemento indicando o material necesario para a preparación da disolución Cálculo: O volume de ácido que debemos tomar da primeira disolución calcúlase da seguinte maneria: 1L V ( ml) 0,1 L. 0,05mol / L. 0,01L 10 ml 0,5mol 5. Material: pipeta, funil, matraz aforado, contagotas, frasco lavador, frasco de vidro. Procedemento: Medir 10 ml de disolución de NaOH 0,5 M coa axuda dunha pipeta de 10 ml. Verter o contido nun matraz aforado de 100 ml. Engadir auga destilada ata cerca do aforo, enrasar coa axuda dun contagotas ou pipeta e homoxenizar. Coa axuda dun funil pasa a disolución preparada ó frasco adecuado para o seu etiquetado e almacenado. 1 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN 1 CONVOCATORIA DE SETEMBRO 1. Os elementos A, B, C e D teñen números atómicos 10, 15, 17 e 0, respectivamente. Indique: 1.1. Cal ten maior potencial de ionización e cal maior raio atómico? 1.. A configuración electrónica de A, B, C - e D +. Razoe as respostas Segundo o seu número atómico correspóndense cos elementos Ne, P, Cl e Ca, respectivamente. O que ten maior potencial de ionización é o A (Z=10). O potencial de ionización pódese definir como a mínima enerxía necesaria para que un átomo neutro dun elemento X, en estado gasoso e en estado fundamental, ceda un electrón do seu nivel externo e se converta nun ión X +, tamén en estado gasoso e fundamental: X (g) + PIX + + 1e -. Dada a posición na táboa dos elementos, nun período ao aumentar ao número atómico faise maior o potencial de ionización, xa que se incrementa a atracción nuclear sobre o electrón máis externo ao diminuír o raio atómico e aumenta a carga nuclear sobre el. O Ne ten a estrutura de gas nobre. O maior raio atómico teno o D (Z=0). O raio atómico pódese definir como a metade da distancia entre os núcleos de dous átomos iguais enlazados entre si. Na táboa periódica aumenta no grupo (increméntase o número de niveis ocupados) e diminúe no período (increméntase a forza atractiva sobre o electrón máis externo ao incrementarse a carga nuclear e ser o número de niveis ocupados o mesmo) A configuración electrónica é a distribución dos electróns dun átomo en orbitais. Os elementos A e B son átomos neutros, C - é un anión e ten un electrón máis có átomo neutro e D +, un catión que ten dous electróns menos có átomo neutro. A: 1s s p 6 ; B: 1s s p 6 3s 3p 3 ; C - : 1s s p 6 3s 3p 6 ; D + : 1s s p 6 3s 3p 6 1 punto por apartado. Total puntos.

80 . Aplicando a teoría da repulsión dos pares electrónicos da capa de valencia, indique razoadamente a xeometría das moléculas seguintes:.1. NF 3.. BF 3 De forma resumida, a teoría da RPECV indica que a xeometría dunha especie química será aquela que permita minimizar as repulsións dos pares de electróns (enlazantes e non enlazantes) da capa de valencia do átomo central. Oriéntanse no espazo de tal xeito que a separación sexa máxima e polo tanto a repulsión, mínima..1. As estruturas electrónicas son: N: 1s s p 3 ; F: 1s s p 5 Un átomo de nitróxeno compartirá un par de electróns con cada un dos tres átomos de flúor. Na molécula hai tres pares de electróns enlazantes e un non enlazante; segundo isto a disposición sería tetraédrica, pero como o par de electróns non enlazantes está máis cerca do núcleo do átomo de nitróxeno que os outros tres pares enlazantes a repulsión entre o par non enlazante e os enlazantes é maior que entre os mesmos pares enlazantes. Este efecto de repulsión dá lugar a unha pequena aproximación dos tres pares enlazantes, e polo tanto o ángulo de enlace é 107,3º e a súa xeometría, piramidal triangular... As estruturas electrónicas son: B: 1s s p 1 ; F: 1s s p 5 Un átomo de boro compartirá un par de electróns con cada un dos tres átomos de flúor. Os tres pares de electróns da capa de valencia do átomo central orientaranse no espazo de tal xeito que a separación sexa máxima. Isto é posible se forman un ángulo de 10º e a súa xeometría é trigonal plana. 1 punto por apartado. Total puntos. 3. Nun matraz de 5 L introdúcese unha mestura de 0,9 moles de N e 0,51 moles de O e quéntase ata 00ºK, establecéndose o equilibrio N (g) + O (g) NO (g). Tendo en conta que nestas condicións reacciona o 1,09 % do nitróxeno inicial: 3.1. Calcule a concentración molar de todos os gases no equilibrio a 00ºK. 3.. Calcule o valor das constantes Kc e Kp a esa temperatura. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 3.1 Unha vez alcanzado o equilibrio N (g) + O (g) NO (g), reaccionou o 1,09% do nitróxeno total (=0,0109), polo tanto: N (g) + O (g) NO (g) nº moles iniciais 0,9 0,51 nº moles que reaccionan 0,9 x 0,0109 = 0,01 0,9 x 0,0109 = 0,01 nº moles no equilibrio 0,9 0,01 = 0,91 0,51 0,01= 0,50 0,0 As concentracións molares dos gases no equilibrio son: 0,91 5 0,50 5 0,0 5 3 N 0, 18 M O 0, 100 M NO 4,00 10 M NO.3.. O valor de Kc= N O 3 4, ,18 0,10 8,79 10 Dado que K p =K c (RT) n e o incremento de número de moles gasosos é 0 Kp=Kc= 1 punto por apartado. Total puntos. 8,

81 4. O produto de solubilidade do cloruro de chumbo(ii) é 1, a 98 K Determine a solubilidade do cloruro de chumbo(ii), expresada en mol L Mestúranse 00 ml dunha disolución 1, M de Pb(NO 3 ) e 00 ml dunha disolución de HCl de ph=3. Supoñendo que os volumes son aditivos, indique se precipitará cloruro de chumbo(ii) Tendo en conta a reacción que ten lugar e a expresión da Ks, resulta: PbCl (s) Pb + (aq) + Cl - (aq) s s 5 O K s = [Pb + ]. [Cl - ] e polo tanto Ks s s s 3 s 3 1,6 10 ( ) 4 1,59 10 M Tendo en conta que o Pb(NO3) e HCl están totalmente disociados en auga, e considerando que se mesturan volumes iguais e que son aditivos resulta: Pb(NO 3 ) (s) Pb NO , Pb 0,5 10 M Se a disolución inicial do HCl é de ph=3 -log[h + ]=3 [H + ]= M HCl (ac) H + + Cl Cl 0,5 10 M Aplicando [Pb + ]. [Cl - ] = 0, ( 0, ) = 1, < K Ps(PbCl) non precipita 0,75 puntos o apartado 3.1. e 1,5 puntos o apartado 3.. Total puntos. 5. Constrúese unha pila coas seguintes semicelas: Cu + /Cu e Zn + /Zn cuxos potenciais estándar de redución son +0,34 V e -0,76 V, respectivamente Escribir as reaccións que acontecen en cada eléctrodo e a reacción global da pila. 5.. Faga un esquema da pila indicando todos os elementos necesarios para o seu funcionamento e o sentido no que circulan os electróns As reaccións que teñen lugar son: Redución Cu + + e - Cu; Eº= +0,34 V Cátodo Oxidación Zn Zn + + e - ; Eº= +0,76 V Ánodo Reacción global Zn + Cu + Zn + + Cu Eº= +1,10V 5.. O esquema da pila coñecida como Pila Daniell: Lámina de Zn Ánodo Zn Zn + + e - Sentido da corrente Movemento dos electróns Ponte salino Zn + Cu + Cátodo Cu + + e - Galvanómetro Eléctrolito inerte Lámina de Cu Cu 1 punto por apartado. Total puntos. No ánodo os electróns flúen cara ao circuíto externo e o cátodo capta os electróns para depositarse Cu metálico. Eléctrodo de Zn introducido nunha disolución acuosa 1 M dun sal de cinc (Zn + ), separado por un tabique poroso ou unha ponte salina doutro eléctrodo de Cu introducido nunha disolución 1 M dun sal de cobre (Cu + ). Dous vasos de precipitados, probeta, fíos condutores, tubo en U, pinzas de crocodilo, galvanómetro, disolucións 1 M dos sales de prata e cinc e láminas dos mesmos elementos

82 OPCIÓN 1. Poña un exemplo, razoando as respostas, dunha molécula que conteña: 1.1. Un carbono con hibridación sp. 1.. Un nitróxeno con hibridación sp 3. Mediante o proceso de hibridación, algúns orbitais atómicos dan lugar a novos orbitais híbridos equivalentes ós primeiros en enerxía e forma Molécula de etino C H (HCCH). A configuración electrónica do carbono é a seguinte: 1s s p A molécula é lineal, o que se explica por una hibridación sp dos orbitais dos dous átomos de carbono. Unha vez que salta un electrón do orbital s ao p, ten lugar a hibridación sp e quedan dous orbitais p sen hibridar. 1s s 1 p 3 Os dous orbitais híbridos sp están aliñados formando un ángulo de 180º. Fórmanse dous enlaces sigma (), un cun átomo de hidróxeno e o outro co átomo de carbono contiguo. Isto explica que a molécula sexa lineal. Os orbitais p que quedan sen hibridar superpóñense dando lugar a dous enlaces pi (). Así se explicaría o triple enlace da molécula. 1.. Molécula de amoníaco NH 3. A configuración electrónica do nitróxeno é a seguinte: 1s s p 3 A molécula do amoníaco é piramidal, polo que ten lugar unha hibridacion sp 3 (disposición tetraédrica). A hibridación dun orbital s e 3 orbitais p dá lugar a catro orbitais híbridos sp 3. Cada un dos tres orbitais semiocupados hibridados solápase cun orbital s do hidróxeno para formar tres enlaces sigma () equivalentes. Os dous electróns restantes ocupan o cuarto orbital híbridado, que non participa nos enlaces. 1 punto por apartado. Total puntos.. Para unha disolución acuosa dun ácido HA de K a = , xustifique se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións:.1. A constante de acidez de HA é menor cá constante de basicidade da súa base conxugada... Se se dilúe a disolución do ácido, o seu grao de disociación permanece constante..1. Falso. HA (aq) + H O (l) A - (aq) + H 3 O + (aq) y A H O Co (1-) Co Co 3 14 Ka. Kb Kw, que a 5º C vale1,0 10 Ka AH Kb Kb 110 Ka > Kb AH A H O.. Falso: canto maior sexa a dilución, maior será a porcentaxe de ionización do ácido para manter Co constante o valor de Ka. Dado que Ka si varía, Co deberá variar para que Ka permaneza 1 constante. 1 punto por apartado. Total puntos. 3 Kw

83 3. Unha mostra comercial e impura de 0,71 g de carburo de calcio (CaC ) reacciona con exceso de auga producindo etino e hidróxido de calcio. Se o volume de etino (C H ) recollido a 5ºC e 0,98 atm (99,3 kpa) foi de 0,5 L: 3.1. Determine a masa en gramos de hidróxido de calcio formado. 3.. Calcule a porcentaxe de pureza da mostra comercial. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol A reacción que ten lugar é a seguinte: CaC + H O C H +Ca(OH) 3.1. A partir da ecuación dos gases ideais: PV nrt 0,98 0,5 n0,08 (73 5), e polo tanto os moles de etino: n ( C H 0, 010 moles ) Os gramos de hidróxido de calcio: 1mol Ca( OH) 74,09 g Ca( OH) 0,010moles C H 0,741 g Ca( OH) mol CH mol Ca( OH) 3.. Os gramos de carburo de calcio puro: 1mol CaC 64,10 g CaC 0,010moles C H 0, 641 g CaC mol CH mol CaC 0,641 g puros % riqueza ,0 % 0,71 g impuros 1 punto por apartado. Total puntos. 4. Para o proceso Fe O 3(s) + Al (s) Al O 3(s) + Fe (s), calcule: 4.1. A entalpía da reacción en condicións estándar e a calor desprendida ao reaccionar 16,0 g de Fe O 3 coa cantidade suficiente de Al. 4.. A masa de óxido de aluminio que se obtén no apartado anterior. Datos: H f º (Al (s) + 3/O (g) Al O 3(s ) )= -166 KJ mol -1 ; H f º (Fe (s) +3/O (g) Fe O 3(s) )= -836 kj mol Al (s) + 3/O (g) Al O 3(s) ΔH=-166 kj mol -1 Fe O 3(s) + Fe (s) + 3/O (g) ΔH=+836 kj mol -1 Fe O 3(s) + Al (s) Al O 3(s) + Fe (s) ΔH= -86 kj mol -1 A calor desprendida ao reaccionar 16,0 g de Fe O 3 coa cantidade suficiente de Al será: 1mol FeO3 86kJ 16,0 g FeO3 159,7 g FeO3 1mol FeO3 8, 6kJ 4.. A masa de Al O 3 obtido: 1mol FeO3 1mol AlO3 10 g AlO3 16,0 g FeO3 10, g AlO3 159,7 g FeO3 1 mol FeO3 mol AlO3 1 punto por apartado. Total puntos.

84 Que volume de disolución de NaOH 0,1 M se necesita para neutralizar 10 ml de disolución de HCl 0, M? Xustifique cal será o ph no punto de equivalencia. 5.. Describa o procedemento experimental e nomee o material necesario para levar a cabo a valoración Cálculo: o volume de NaOH calcúlase a continuación: V NaOH. MNaOH VHCl. MHCl 0,01L.0, M V ( ml) NaOH 0,0 L 0 ml 0,1 M Ao tratarse dunha base e dun ácido fortes o ph no punto de equivalencia sería de Procedemento e material: medir cunha pipeta os 10 ml da disolución de HCl e vertelos nun matraz Erlenmeyer de 50 ml. Engadir unhas pingas de indicador (fenolftaleína). Nunha bureta, que estará suxeita no soporte por unhas pinzas, e coa axuda dun funil, poñémo-la base de concentración coñecida. Engadimos lentamente a disolución de NaOH sobre o ácido ata que o indicador cambie de cor. Anotámo-lo volume gastado. Repetimos tres ou catro veces a experiencia e tomamos como volume gastado a media aritmética dos tres ou catro valores obtidos. 1 punto por apartado. Total puntos.

85 PAU XUÑO 011 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos OPCIÓN A Que sucedería se utilizase unha culler de aluminio para axitar unha disolución de nitrato de ferro(ii)? Datos: Eº(Fe + /Fe)= 0,44 V y Eº(Al +3 /Al)= 1,76 V 1.. Escriba a fórmula do 3-hexeno e analice a posibilidade de que presente isomería xeométrica. Razoe as respostas.. Considerando o elemento alcalinotérreo do terceiro período e o segundo elemento do grupo dos halóxenos..1. Escriba as súas configuracións electrónicas e os catro números cuánticos posibles para o último electrón de cada elemento... Que tipo de enlace corresponde á unión química destes elementos entre si? Escriba a fórmula do composto que forman. Razoe a resposta. 3. A reacción I (g) + H (g) HI (g) ten, a 448 ºC, un valor da constante de equilibrio K c igual a 50. A esa temperatura un recipiente pechado de 1 L contén inicialmente 1,0 mol de I e 1,0 mol de H Calcule os moles de HI (g) presentes no equilibrio. 3.. Calcule a presión parcial de cada gas no equilibrio. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 o R=8,31 J K -1 mol 4. Unha disolución de amoníaco 0,01 M está ionizada nun 4,% Escriba a reacción de disociación e calcule a concentración molar de cada unha das especies existentes na disolución una vez alcanzado o equilibrio. 4.. Calcule o ph e a K b do amoníaco Indique o procedemento que se debe seguir e o material que temos que utilizar para determinar a entalpía de disolución do NaCl, se ao disolver 0, moles da devandita substancia en 500 ml de auga se produce un incremento de temperatura de ºC. 5.. Cal será o valor da entalpía de disolución do composto expresado en J/mol? Datos: Calor específica (auga) Calor específica (disolución) = 4,18 J/g ºC e densidade da auga= 1 g ml -1. OPCIÓN B Escriba as reaccións de disociación en auga, segundo o modelo de Brönsted-Lowry, das + seguintes especies químicas: CH 3 COOH NH 3 NH 4 CN Indique os pares ácido/base conxugados...1. Escriba a expresión de Kc e Kp para cada un dos seguintes equilibrios: CO (g) + H O (g) CO (g) +H (g) CO (g) + H (g) CH 3 OH (g) ; SO (g) + O (g) SO 3(g) CO (g) + C (s) CO (g).. Indique, de xeito razoado, en qué casos Kc coincide con Kp. 3. O PbCO 3 é un sal moi pouco soluble na agua cunha K ps de 1, Calcule: 3.1. A solubilidade do sal. 3.. Se se mesturan 150 ml dunha disolución de Pb(NO 3 ) 0,04 M con 50 ml dunha disolución de Na CO 3 0,01 M, razoe se precipitará o PbCO 3 no recipiente onde se fixo a mestura. 4. Sábese que o ión MnO 4 - oxida o Fe(II) a Fe(III) en presenza de H SO 4, mentres se reduce ao Mn(II) Escriba e axuste polo método do ión-electrón a ecuación iónica global, indicando as semirreacións correspondentes. 4.. Que volume de KMnO 4 0,0 M se require para oxidar 40 ml dunha disolución 0,1 M de FeSO 4 en disolución de H SO 4? No laboratorio disponse dunha disolución de ácido clorhídrico concentrado do 34,90% en masa e densidade 1,175 g ml -1. Cal é a súa molaridade?. 5.. Calcular o volume da disolución de ácido clorhídrico concentrado necesario para preparar 500 ml de ácido clorhídrico 0,45 M, explicando detalladamente o material e procedemento empregado.

86 PAU SETEMBRO 011 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos OPCIÓN A 1. Tendo en conta os potenciais de redución estándar dos pares E 0 (Ag + /Ag)= +0,80 V; E 0 (Ni + /Ni) = -0,5 V e razoando as respostas, indique: 1.1. Cal é a forza electromotriz, en condicións estándar, da pila que se podería construír?. 1.. Escriba a notación da pila e as reaccións que teñen lugar.. Considerando a reacción: SO (g) +O (g) SO 3(g), razoe se as afirmacións son verdadeiras ou falsas..1. Un aumento da presión conduce a unha maior produción de SO 3... Unha vez alcanzado o equilibrio, deixan de reaccionar as moléculas de SO e O entre si..3. O valor de Kp é superior ao de Kc á mesma temperatura.4. A expresión da constante de equilibrio Kp é p( SO) p( O) Kp p( SO3) 3. Dada a seguinte reacción: C (grafito) + S (s) CS (l) 3.1. Calcule a entalpía estándar da reacción a partir dos seguintes datos: C (grafito) + O (g) CO (g) ΔH = 393,5 kj mol -1 ; S (s) + O (g) SO (g) ΔH = 96,1 kj mol -1 ; CS (l) + 3O (g) CO (g) + SO (g) ΔH = 107 kj mol Calcule a enerxía necesaria, en forma de calor, para a transformación de 5 g de C (grafito) en CS (l), en condicións estándar. 4. Considere unha disolución de amoníaco en auga de concentración 6, M Calcule o ph desta disolución. 4.. Calcule o grao de disociación do amoníaco na disolución. Dato: Kb(NH 3) =1, Debuxe unha probeta, unha pipeta, un matraz erlenmeyer, un vaso de precipitados e un matraz aforado indicando para qué se utilizan. 5.. Faga un esquema da montaxe da utilización dun funil Buchner e dun matraz kitasato e indique para qué se empregan no laboratorio. OPCIÓN B 1. Indique, segundo a teoría de Brönsted-Lowry, cál ou cáles das seguintes especies poden actuar só como ácido, só como base e como ácido e base. Escriba as correspondentes reaccións ácido-base CO HPO H 3 O +.4. NH Escriba as fórmulas desenvolvidas e indique o tipo de isomería que presentan entre si o etilmetiléter e o 1-propanol... Indique se o seguinte composto haloxenado CH 3 -CHBr-CH -CHOH-CH -CH 3 ten isomería óptica, razoe a resposta en función dos carbonos asimétricos que poida presentar. 3. Nun recipiente de L de capacidade disponse de certa cantidade de N O 4(g) e quéntase o sistema ata 98,15 K. A reacción que ten lugar é: N O 4(g) NO (g). Sabendo que se alcanza o equilibrio químico cando a presión total dentro do recipiente é de 1,0 atm (101,3 kpa) e a presión parcial do N O 4 é 0,70 atm (70,9 kpa), calcular: 3.1. O valor de Kp a 98,15 K. 3.. O número de moles de cada un dos gases no equilibrio. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol Empregando o método do ión electrón, axuste a ecuación química que corresponde á seguinte reacción redox: I (s) + HNO 3(aq) HIO 3(aq) + NO (g) +H O (l) 4.. Calcule o volume de ácido nítrico [trioxonitrato(v) de hidróxeno] de riqueza do 68% en masa e densidade 1,395 g ml -1, necesario para preparar 00 ml dunha disolución 10,0 M de ácido nítrico Realice un esquema dunha pila na que participen os semipares; Zn + (1M)/Zn y Cu + (1M)/Cu, detallando cada un dos seus compoñentes, así como o material e reactivos. 5.. Se os potenciais normais de redución de ambos os dous semipares son respectivamente -0,76 V e +0,34 V, indique as reaccións que teñen lugar, sinalando qué electrodo actúa como ánodo e cál como cátodo, a reacción global e o potencial da pila.

87 CRITERIOS XERAIS - As respostas deben axustarse ao enunciado da pregunta. - Terase en conta a claridade da exposición dos conceptos, procesos, os pasos seguidos, as hipóteses, a orde lóxica e a utilización adecuada da linguaxe química. - Os erros graves de concepto levarán a anular o apartado correspondente. - Os parágrafos/apartados que esixen a solución dun apartado anterior cualificaranse independentemente do resultado do devandito apartado. - Cando a resposta deba ser razoada ou xustificada, non facelo supoñerá unha puntuación de cero no apartado correspondente. Un resultado erróneo pero cun razoamento correcto valorarase. - Unha formulación incorrecta ou a igualación incorrecta dunha ecuación química puntuará como máximo o 5% da nota do apartado. - Nun problema numérico a resposta correcta, sen razoamento ou xustificación, pode ser valorada cun 0 se o corrector/a non é capaz de ver de onde saíu o devandito resultado. - Os erros nas unidades ou non poñelas descontará un 5% da nota do apartado. - Un erro no cálculo considerarase leve e descontarase o 5% da nota do apartado, agás que os resultados carezan de lóxica e o alumnado non faga unha discusión acerca da falsidade do devandito resultado. OPCIÓN 1 CONVOCATORIA DE XUÑO Qué sucedería se utilizase unha culler de aluminio para axitar unha disolución de nitrato de ferro(ii)? Datos: Eº(Fe + /Fe)= 0,44 V y Eº(Al +3 /Al)= 1,76 V 1.. Escriba a fórmula do 3-hexeno e analice a posibilidade de que presente isomería xeométrica. Razoe as respostas Ocurriría unha reacción redox, onde o ion Fe + redúcese e o alumnio oxídase polo tanto a culler de alumnio empezaría a disolverse na disolución. Fe + + e - Feº ; Eº= -0,44 V Al Al e - ; Eº= +1,76 V 3Fe + + Al 3Feº + Al 3+ ; Eº= +1,3V. Como Gº=-n.F.EºGº<0 e polo tanto é espontánea 1.. CH 3 -CH -CH=CH-CH -CH 3. O 3-hexeno é un composto orgánico que ten un dobre enlace e polo tanto é posible a isomería xeométrica con isómeros cis e trans. H 3 C-H C H C=C H CH -CH 3 TRANS H 3 C-H C CH -CH 3 C=C H H CIS 1 punto por apartado. Total puntos.. Considerando o elemento alcalinotérreo do tercer período e o segundo elemento do grupo dos halóxenos..1. Escriba as súas configuracións electrónicas e os catro números cuánticos posibles para o último electrón de cada elemento... Qué tipo de enlace corresponde á unión química destes elementos entre sí? Escriba a fórmula do composto que forman. Razoe a resposta. O elemento alcalinotérreo do tercer período e o magnesio, Mg; e o segundo elemento do grupo dos halóxenos é o cloro, Cl..1. A configuración electrónica do Mg é: 1s s p 6 3s é a do Cl: 1s s p 6 3s 3p 5. Os valores posibles dos catro números cuánticos do último electrón serían, para o magnesio: n=3, l=0, m=0, s=±½ e para o cloro: n=3, l=1, m=-1,0,+1, s=±½

88 .. O tipo de enlace é iónico. O Mg ao perder dous electróns adquiere estrutura de gas noble moi estable, e polo tanto convírtese em Mg +. O cloro adquiere estrutura estable gañando un electrón formando Cl -, polo tanto únense por atracción electrostática formando unha rede iónica na que hai dou ións Cl - por cada ión Mg +. A enerxía da rede compensa enerxéticamente o proceso no que se forma MgCl. 1 punto por apartado. Total puntos. 3. A reacción I (g) + H (g) HI (g) ten, a 448 ºC, un valor da constante de equilibrio K c igual a 50. A esa temperatura un recipiente pechado de 1 L contén inicialmente 1,0 mol de I e 1,0 mol de H Calcule os moles de HI (g) presentes no equilibrio. 3.. Calcule a presión parcial de cada gas no equilibrio. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 o R=8,31 J K -1 mol 3.1. Dada a reacción I (g) + H (g) HI (g) I (g) + H (g) nº moles iniciais nº moles que reaccionan x x - nº moles no equilibrio 1-x 1-x x HI O valor de Kc= I H x 1 1 x 1 x HI (g) ; resulta a seguinte ecuación de segundo grado 46x - 100x+50=0 que ao resolvela x=0,78 moles. Polo tanto os moles de HI no equilibrio= x 0,78= 1,6 moles. 3.. O número total de moles no equilibrio é n T =1,56+0,+0,= moles. A partir da ecuación dos gases ideais calcúlase a presión total do sistema x 0,08x71 x8,31 P T 118, 4atm ou ben P x 71 T 11983Pa 1 1 PT xv nt x RT ; A partires da relación entre a presión total do sistema e as presións parciais e fraccións molares de cada gas, calculamos as presións parciais dos gases: 0, 1,56 PH PI 118,4 x 13atm e P x atm HI 118,4 9 0, 1,56 PH PI 11983x 1318 Pa e P x Pa HI punto por apartado. Total puntos. 4. Unha disolución de amoníaco 0,01 M está ionizada nun 4,% Escriba a reacción de disociación e calcule a concentración molar de cada unha das especies existentes na disolución una vez alcanzado o equilibrio. 4.. Calcule o ph e a K b do amoníaco Concentración molar NH 3 + H O + NH 4 + OH - [Inicial] 0, [Equilibrio] 0,01(1-) 0,01 0,01 A concentración de NH 0,01 1 0,04 9,6. M NH OH 0,01 0,04 4,. M ; e as concentracións de

89 4.. Podemos resolvelo tendo en conta o grado de disociación: Kb NH OH 3 0, c c 0,01x 1, NH c(1 ) 1 1 0,04 ou ben tendo en conta os moles: Kb NH OH 4 NH 3 4 4,.10 5 (9, O ph= 14-pOH=14-log 4,.10-4 =10,6 1 punto por apartado. Total puntos. 1,84.10 ) Indique o procedemento a seguir e o material a utilizar para determinar a entalpía de disolución do NaCl, se ao disolver 0, moles da devandita substancia en 500 ml de auga se produce un incremento de temperatura de ºC. 5.. Cal será o valor da entalpía de disolución do composto expresado en J/mol? Datos: Calor específica(auga) Calor específica(disolución)= 4,18 J/g ºC e densidade do auga= 1 g ml Material e reactivos: Calorímetro con termómetro e axitador, balanza, vidro de reloxo, probeta, espátula, frasco lavador. Procedemento: Collemos un calorímetro e introducimos nel 500 ml de auga medidos cunha probeta; medimos a temperatura, T 1. Nunha balanza pesamos a cantidade determinada, 11, g, que e a masa de 0, moles de NaCl. A continuación introducímolos no calorímetro coa auga, péchase o calorímetro e movemos lixeiramente o axitador. Lemos no termómetro a temperatura máxima que alcanza, T. Neste caso o T= T -T 1 =ºC 5.. O calor desprendido na reacción: Q Ce mt A masa de disolución: m 0,moles 58,5g / mol 500mL1g / ml 511, 7 g Q 4,18511,7 477, 8 J Q 477,8 J 4 H,14.10 J / mol nº moles 0, moles Polo tanto o calor sería igual a disolución 1 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN e polo tanto a entalpía de Escriba as reaccións de disociación en auga, segundo o modelo de Brönsted-Lowry, das + seguintes especies químicas: CH 3 COOH NH 3 NH 4 CN Indique os pares ácido/base conxugados e 1.. CH 3 COOH (aq) + H O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq) Ácido 1 Base Base 1 Ácido NH 3(aq) + H O (l) NH 4 +(aq) + OH - (aq) Base 1 Acido Ácido 1 Base NH 4 +(aq)+ H O (l) NH 3(aq) + H 3 O + (aq) Ácido 1 Base Base 1 Ácido

90 CN - (aq) + H O (l) CNH (aq) + OH - (aq) Base 1 Acido Ácido 1 Base 1 punto por apartado. Total puntos...1. Escriba a expresión de Kc e Kp para cada un dos seguintes equilibrios: CO (g) + H O (g) CO (g) +H (g) CO (g) + H (g) CH 3 OH (g) ; SO (g) + O (g) SO 3(g) CO (g) + C (s) CO (g).. Indique, de xeito razoado, en que casos Kc coincide con Kp..1. CO (g) + H O (g) CO (g) +H (g) ; as constantes serían: SO (g) + O (g) SO 3(g) as constantes serían: CO (g) + H (g) CH 3 OH (g) as constantes serían: CO (g) + C (s) CO (g) as constantes serían: CO H CO H O Kc e SO3 SO O Kc e CH3OH COH Kc e CO Kc e CO P Kp P Kp P P Kp P CO CO P SO3 SO. PO P Kp P CO CO. P. P CH3OH CO. P H.. Kc coincidirá con Kp cando o número de moles gasosos de reactivos e de productos sexan iguales, n Kp Kc RT. 1 punto por apartado. Total puntos. H H O 3. O PbCO 3 é una sal moi pouco soluble na agua cunha K ps de 1, Calcule: 3.1. A solubilidade da sal. 3.. Se se mesturan 150 ml dunha disolución de Pb(NO 3 ) 0,04 M con 50 ml dunha disolución de Na CO 3 0,01 M, razoe se precipitará o PbCO 3 no recipiente onde se fixo a mestura Tendo en conta a reacción que ten lugar e a expresión da Ks, resulta: PbCO 3(s) Pb + (aq) + - CO 3 aq) s s P s = [Pb + ]. [CO 3 - ] e polo tanto Ks s s s s 1,5.10 3,9.10 M. (Tamén pode expresarse en g/l tendo en conta o P m do PbCO 3 = 3, , 1,04.10 g / L ) 3.. Tendo en conta as reaccións que teñen lugar resulta: Pb(NO 3 ) (s) Pb NO 3 0,150 L. 0,04 mol / L Pb 3,0.10 M 0, L Na CO 3(s) Na + + CO 3-0,05 L. 0,01 mol / L 3 CO3,5. 10 M 0, L Aplicando [Pb + ].[CO - 3 ]= 3, , =7, >K Ps(PbCO3) formarase precipitado. 0,75 puntos o apartado.1. e 1,5 puntos o apartado.. Total puntos.

91 4. Se sabe que o ión MnO 4 - oxida o Fe(II) a Fe(III) en presencia de H SO 4, mentres se reduce a Mn(II) Escriba e axuste polo método do ión-electrón a ecuación iónica global, indicando as semirreacións correspondentes. 4.. Qué volume de KMnO 4 0,0 M requírese para oxidar 40 ml dunha disolución 0,1 M de FeSO 4 en disolución de H SO 4? Semirreación reducción: (MnO H + + 5e - Mn + + 4H O) x 1 Semirreacción oxidación: (Fe + Fe 3+ +1e - ) x 5 - Ecuación iónica: MnO 4 + 8H + + 5Fe + Mn + + 5Fe H O Según a estequiometría 1 mol de MnO 4 oxida a 5 moles de Fe +, polo tanto 1 mol de KMnO 4 oxida a 5 moles de FeSO nº moles FeSO ml. 0,1 M moles ; nº moles KMnO4 0,8. 10 moles ; 5 3 0, V ( ml) de KMnO mL 0,0 1 punto por apartado. Total puntos No laboratorio disponse dunha disolución de ácido clorhídrico concentrado do 34,90% en masa e densidade 1,175 g ml -1. Cal é a súa molaridade?. 5.. Calcular o volume da disolución de ácido clorhídrico concentrado necesario para preparar 500 ml de ácido clorhídrico 0,45 M, explicando detalladamente o material e procedemento empregado Supoñamos 1L de disolución do ácido clorhídrico concentrado; e así os gramos de disolución: g disolución V. d 1000mL x1,175g / ml 1175g. Os gramos de ácido clorhídrico na 410, ,90 36,5 disolución: g HCl 410, 1g e pólo tanto a molaridade: M 11, 3M Cálculo: O volume a tomar da disolución concentrada de ácido clorhídrico é: 0,5x0,45 V 0,0 L 0mL 11,3 Material e reactivos: pipeta, funil, vaso de precipitados, matraz aforado, variña de vidro, frasco de vidro, frasco lavador Procedemento: Medida do reactivo (cunha pipeta toma-lo volume da disolución calculado). Disolución (nun vaso de precipitados botar auga nun volume aproximado á metade do volume total da disolución a preparar. Botar dentro o reactivo medido e remexer lixeiramente cunha variña de vidro. É moi importante botar sempre o ácido sobre a auga e non ó revés). Medida do volume a preparar (coa axuda dun funil, transvasa-la disolución do vaso de precipitados a un matraz aforado de 500 ml. Co mesmo vaso de precipitados (para recollelos posíbeis restos de disolución) engadir auga ata completa-lo enrase. Almacenado e etiquetado (coa axuda dun funil pasa-la disolución preparada ó frasco adecuado e etiquetado). 1 punto por apartado (0,33 por material, 0,33 por procedemento e 0,33 polo cálculo). Total puntos.

92 CONVOCATORIA DE SETEMBRO OPCIÓN 1 1. Tendo en conta os potenciais de redución estándar dos pares E 0 (Ag + /Ag)= +0,80 V; E 0 (Ni + /Ni) = -0,5 V e razoando as respostas, indique: 1.1. Cál é a forza electromotriz, en condicións estándar, da pila que se podería construír? 1.. Escriba a notación da pila e as reaccións que teñen lugar. 1.. Reacción redox onde o ión Ag + redúcese e o níquel oxídase. A forza electromotriz (fem) da pila que se podería construír e que se representa por E p º é a seguinte: Ánodo (oxidación) Cátodo (redución) Eº= +0,5 V Eº= +0,80 V Forza electromotriz da pila: E p º= +1,05V. 1.. As reaccións que terían lugar son: Oxidación (ánodo): Ni Ni + + e - Redución (cátodo): Ag + + 1e - Agº Reacción global: Ag + + Ni Agº + Ni + A notación da pila é Ánodo Cátodo, e polo tanto sería: Ni (s) Ni + (aq) Ag + (aq) Ag (s) Eº= +1,05V 1 punto por apartado. Total puntos. Considerando a reacción: SO (g) +O (g) SO 3(g), razoe se as afirmacións son verdadeiras ou falsas..1. Un aumento da presión conduce a unha maior produción de SO 3... Unha vez alcanzado o equilibrio, deixan de reaccionar as moléculas de SO e O entre si..3. O valor de Kp é superior ao de Kc á mesma temperatura p ( SO ) p( O ).4. A expresión da constante de equilibrio Kp é Kp p ( SO3 ) O razoamento está baseado no Principio de Le Chatelier: cando nun sistema en equilibrio prodúcese unha modificación das variables co determinan (concentración, presión, temperatura), o equilibrio desprázase no sentido de contrarrestar o devandito cambio..1. Verdadeiro. O equilibrio desprázase cara a onde diminúa a presión e polo tanto onde haxa menor número de moles en estado gasoso, cara á dereita ( ) maior produción de SO 3... Falso. O equilibrio é un equilibrio dinámico. n 1 Kc.3. Falso. A relación entre constantes de equilibrio é: Kp Kc ( RT) Kc ( RT) Kp ; RT polo tanto, o valor de Kp é inferior a Kc. P SO3.4. Falso. Kp P SO P O 0,5 puntos por apartado. Total puntos. 3. Dada a seguinte reacción: C (grafito) + S (s) CS (l) 3.1. Calcule a entalpía estándar da reacción a partir dos seguintes datos: C (grafito) + O (g) CO (g) ΔH = 393,5 kj mol -1 ; S (s) + O (g) SO (g) ΔH = 96,1 kj mol -1 ;

93 CS (l) + 3O (g) CO (g) + SO (g) ΔH = 107 kj mol Calcule a enerxía necesaria, en forma de calor, para a transformación de 5 g de C (grafito) en CS (l), en condicións estándar x (C (grafito) + O (g) CO (g) ) ΔH = 393,5 kj mol -1 x (S (s) + O (g) SO (g) ) ΔH = x ( 96,1) kj mol -1 - (CS (l) + 3O (g) CO (g) + SO (g) ) ΔH = ( 107) kj mol -1 C (grafito) + S (s) CS (l) ΔH r = 393,5 59,+107= +86,3 kj mol Calculando o número de moles de grafito e tendo en conta a entalpía estándar da reacción calculada no apartado anterior, resulta que a enerxía necesaria en forma de calor é igual a: 5 g 1 Q nº moles Cgrafito x r 86,3 kj mol 35, 96 kj 1g / mol 1 punto por apartado. Total puntos. 4. Considere unha disolución de amoníaco en auga de concentración 6, M Calcule o ph desta disolución. 4.. Calcule o grao de disociación do amoníaco na disolución. Dato: Kb(NH 3 ) =1, Concentración molar NH 3 + H O NH OH - [Inicial] 6, [Equilibrio] 6, (1- ) 6, , En función do grado de disociación: NH OH 4.1 Kb 4 c c 6, ,78. 10, e polo tanto NH 3 c(1 ) 1 1 =1, ou 1,65%. 4.. A OH c 6,5.10.0,01651,07.10 M, e o poh logoh, 97 3 Por último o ph 14 poh 14,97 11, 03 Pódese resolver en función da concentración molar: 1 punto por apartado. Total puntos Debuxe unha probeta, unha pipeta, un matraz erlenmeyer, un vaso de precipitados e un matraz aforado indicando para qué se utilizan. 5.. Faga un esquema da montaxe da utilización dun funil Buchner e dun matraz kitasato e indique para qué se empregan no laboratorio A probeta: medir volumes con pouca precisión. A pipeta: medir volumes con precisión. Matraz aforado: medir un volume determinado de líquido con precisión e para preparar disolucións de concentración coñecida e exacta. Matraz erlenmeyer: para facer valoracións ou mesturas por axitación. Vaso de precipitados: para disolver algunha substancia, traspaso de líquidos...

94 Probeta Pipeta Matraz erlenmeyer Vaso de precipitados Matraz aforado 5.. Emprégase para separar unha substancia, formada en disolución a partir doutras especies químicas, aproveitando a súa baixa solubilidade. Permite illa-lo precipitado da súa disolución de orixe, por medio dunha filtración a baleiro. Funil Buchner e filtro no interior Saída para facer baleiro ( trompa de auga) Matraz kitasato 1 punto por apartado. Total puntos. OPCIÓN 1. Indique, segundo a teoría de Brönsted-Lowry, cal ou cales das seguintes especies poden actuar só como ácido, só como base e como ácido e base? Escriba as correspondentes reaccións ácido-base CO HPO H 3 O NH 4 + Segundo a teoría de Brönsted-Lowry un ácido é toda especie química (molécula ou ión) capaz de ceder protóns a outra especie química, e unha base é toda especie química (molécula ou ión) capaz de captar protóns Actúa como base:, CO H O HCO OH Pode actuar como base: HPO H O H PO OH - e tamén como ácido: HPO H O PO H 3 O Actúa como ácido: H 3 O + + H O H O + H 3 O + ou ben H 3 O + + OH - H O + H O 1.4. Actúa como ácido: NH H O NH 3 + H 3 O + 0,5 puntos por apartado. Total puntos...1. Escriba as fórmulas desenvolvidas e indique o tipo de isomería que presentan entre sí o etilmetiléter e o 1-propanol... Indique se o seguinte composto haloxenado CH 3 -CHBr-CH -CHOH-CH -CH 3 ten isomería óptica, razoe a resposta en función dos carbonos asimétricos que poida presentar..1. H H H H H H H C C O C H H H H CH 3 -CH -O-CH 3 Etilmetiléter H C C H H C H OH CH 3 -CH -CH OH 1-propanol

95 Os dous compostos presentan isomería de función, xa que teñen idénticas fórmulas moleculares (C 3 H 8 O) é diferente grupo funcional. Correspóndese a un éter e un alcol co mesmo número de átomos de carbono... O composto haloxenado si presenta isomería óptica, que se dá nas moléculas que presentan carbonos asimétricos, nos que o carbono está unido a catro átomos ou grupos de átomos diferentes. O composto haloxenado ten dous carbonos asimétricos nas posicións e 4, marcados cun asterisco: CH 3 - * CHBr-CH - * CHOH-CH -CH 3 1 punto por apartado. Total puntos. 3. Nun recipiente de L de capacidade disponse de certa cantidade de N O 4(g) e quéntase o sistema ata 98,15 K. A reacción que ten lugar é: N O 4(g) NO (g). Sabendo que se alcanza o equilibrio químico cando a presión total dentro do recipiente é de 1,0 atm (101,3 kpa) e a presión parcial do N O 4 é 0,70 atm (70,9 kpa), calcular: 3.1. O valor de Kp a 98,15 K. 3.. O número de moles de cada un dos gases no equilibrio. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 3.1. Sabendo que PT PNO PN O4; PNO PT PN O4 1 0,70 0, 30 atm. Polo que para a P Kp NO reacción N O 4(g) NO (g) o valor de PN O4 0, Sabendo que: molesde NO4 PN O4 PT X N O4 PT molesde N O molesde NO P 4 molesde NO 0,30 0,19 NO PT X NO PT ; molesde NO4 molesde NO P V 1 x n T molesde NO4 molesde NO 8,. 10 molesde NO4 0,70 x 8,.10 5,7. 10 molesde NO 0,30 x 8,.10,5. 10 R T moles moles 0,08 x 98,15 moles 1 punto por apartado. Total puntos Empregando o método do ión electrón axuste a ecuación química que corresponde á seguinte reacción: I (s) + HNO 3(aq) HIO 3(aq) + NO (g) + H O (l) 4.. Calcule o volume de ácido nítrico [trioxonitrato(v) de hidróxeno] de riqueza do 68% en masa e densidade 1,395 g ml -1, necesario para preparar 00 ml dunha disolución 10,0 M de ácido nítrico Semirreación oxidación: (I + 6H O IO H e - ) x 3 Semirreacción redución: (NO H + + 3e - NO + H O) x 10 Ecuación iónica: 3I + 4H NO 3-6IO NO + H O Ecuación molecular: 3I + 10HNO 3 6HIO NO + H O

96 4.. g de HNO 3 puros L10 M 63 g / mol 16 g g de disolución de HNO3 do 68% 185, 3 g ,3 ml de disolución de HNO3 do 68% 133 ml 1,395 1 punto por apartado. Total puntos Realice un esquema dunha pila na que participen os semipares; Zn + (1M)/Zn y Cu + (1M)/Cu, detallando cada un dos seus compoñentes, así como o material e reactivos. 5.. Se os potenciais normais de redución de ambos os dous semipares son respectivamente - 0,76 V e +0,34 V, indique as reaccións que teñen lugar, sinalando qué electrodo actúa como ánodo e cál como cátodo, a reacción global e o potencial da pila Lámina de Cu (electrodo) introducida nunha disolución acuosa 1 M dun sal de cobre (CuSO 4 ), separado (por un tabique poroso ou ponte salina que contén un electrólito forte como cloruro de sodio), doutra lámina de Zn electrodo introducida nunha disolución 1 M dun sal de cinc (ZnSO 4 ). As láminas únense mediante un conductor externo onde se coloca un voltímetro. Dous vasos de precipitados, probeta, fíos conductores, tubo en U, pinzas de crocodilo, voltímetro, disolucións 1 M dos sales de cobre e zinc e láminas dos mesmos elementos. Sentido da corrente Voltímetro Movemento dos electróns Eléctrolito inerte Lámina de Zn Lámina de Cu Zn + Cu + Ánodo Zn Zn + + e - Cátodo Cu + + e - Cu 5.. O proceso global e a suma das dúas semirreaccións que teñen lugar separadamente nos electrodos: Ánodo (oxidación): Zn Zn + + e - Cátodo (redución): Cu + + e - Cu Reacción global: Zn+ Cu + Cu + Zn + E o p= +1,1 V 0,5 puntos polo esquema, 0,5 puntos por indicar os elementos, 0,5 puntos por ánodo e cátodo; 0,5 puntos pola reacción. Total puntos.

97 PAAU XUÑO 010 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos OPCIÓN 1 1. Como é coñecido, o ión prata precipita con ións Cl -, I - y CrO 4 -. Cos seguintes datos: Kps(AgCl) =1, ; Kps(Ag CrO 4 ) =1, y Kps(AgI) =8, , 1.1. Explique razoadamente o que sucederá se se engade unha disolución acuosa de nitrato de prata lentamente, a unha disolución acuosa que contén os tres anións coa mesma concentración. 1.. Indique os equilibrios e as expresións da constante do produto de solubilidade para cada unha das reaccións entre o anión e o ión plata.. Indique razoadamente o que acontecerá se a unha disolución de FeSO 4 lle engadimos:.1. Anaquiños de cinc... Limaduras de cobre. Datos: E 0 (Fe + /Fe)= -0,44 V; E 0 (Zn + /Zn) = -0,76 V y E 0 (Cu + /Cu) = +0,34 V Que volume de hidróxeno, medido a 7ºC y 0,98 atm (99,3 kpa), é posible obter ao engadir ácido clorhídrico en exceso sobre 75 g de cinc que contén un 7% de impurezas inertes? 3.. Cantos gramos se producirán de cloruro de cinc? Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 4. Disólvense 0 litros de NH 3(g), medidos a 10ºC e atm (0,6 kpa) de presión, nunha cantidade de auga abondo para alcanzar 4,5 litros de disolución. Calcule: 4.1. O grado de disociación do amoníaco na disolución. 4.. O ph da devandita disolución. Datos: R=0,08 atm L K -1 mol -1 ó R=8,31 J K -1 mol -1 ; Kb(NH 3 )= 1, Quérese determinar a calor de reacción de HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H O (l) 5.1. Indique o procedemento describindo o material que se debe utilizar. 5.. Se ao mesturar 100 ml dunha disolución 0,01 M de HCl con 100 ml dunha disolución 0,01 M de NaOH, se desprenden 550 J, que valor terá a entalpía de neutralización?. OPCIÓN 1. Razoe se son verdadeiras ou falsas as afirmacións para as dúas configuracións que se indican a continuación correspondentes a átomos neutros: A) 1s s p 6 3s 1 B) 1s s p 6 5s As dúas configuracións corresponden a átomos diferentes. 1.. Necesítase menos enerxía para arrancar un electrón da B que da A..1. Formule os seguintes compostos: 4-penten--ol e 3-pentanona... Razoe se presentan algún tipo de isomería entre eles e de qué tipo. 3. O dicromato potásico, K Cr O 7, en medio ácido, oxida os ións cloruro ata cloro, reducíndose a un sal de cromo(iii) Escriba e axuste polo método do ión-electrón a ecuación iónica correspondente. 3.. Cantos litros de cloro, medidos a 5ºC e 1, atm (11,6 kpa), se poden obter se 100 ml de disolución de K Cr O 7 0,03 M reaccionan cun exceso de cloruro de potasio no medio ácido?. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 o R=8,31 J K -1 mol 4. Se supoñemos que a gasolina é unha mestura de octanos de fórmula xeral C 8 H 18 : 4.1. Calcule o volume de aire medido a 5ºC e 1 atm (101,3 kpa) que se necesita para queimar 100 L de gasolina. 4.. Calcule a calor desprendida cando se queiman 100 L de gasolina. Datos: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol H f º(CO (g) )=-393,5 kj mol -1 ; H f º(H O (l) )=-85,8 kj mol -1 ; H f º(C 8 H 18(l) )= 49,8 kj mol -1 ; osíxeno no aire= 1 % en volume; densidade do octano= 800 g L Faga os cálculos correspondentes, describa o material e o procedemento para: 5.1. Preparar 1 L de disolución 0,50 M de NaOH a partir do produto comercial sólido. 5.. Preparar 50 ml de NaOH 0,10 M a partir da disolución preparada no apartado anterior.

98 PAAU SETEMBRO 010 Código: 7 QUÍMICA Cualificación: O alumno elixirá UNHA das dúas opcións. Cada pregunta cualificarase con puntos OPCIÓN A 1. Razoe que tipo de ph (ácido, neutro ou básico) presentarán as seguintes disolucións acuosas de: 1.1. acetato de sodio [etanoato de sodio] 1.. nitrato de amonio [trioxonitrato(v) de amonio]. Indique razoadamente:.1. Para o par de átomos: sodio e magnesio, cál posúe maior potencial de ionización... Para o par de átomos: iodo e cloro, cál posúe maior afinidade electrónica. 3. Unha mostra de 0,0 g dunha aliaxe que contén un 70,0% de cinc trátase cunha cantidade suficiente dunha disolución de ácido sulfúrico [tetraoxosulfato(vi) de hidróxeno] de riqueza 9,1% en masa e densidade 1,8 g ml -1. Como resultado da reacción prodúcense sulfato de cinc [tetraoxosulfato(vi) de cinc] e hidróxeno. Calcule: 3.1. Os gramos de sulfato de cinc obtidos. 3.. O volume da disolución de ácido sulfúrico necesario para que reaccione todo o cinc. 4. A 670 K, un recipiente de L contén unha mestura gasosa en equilibrio de 0,003 moles de hidróxeno, 0,003 moles de iodo e 0,04 moles de ioduro de hidróxeno, segundo a reacción: H (g) + I (g) HI (g). Nestas condicións, calcule: 4.1. O valor de K c e K p 4.. A presión total no recipiente e as presións parciais dos gases na mestura. Dato: R=0,08 atm L K -1 mol -1-1 ó R=8,31 J K -1 mol 5. Constrúese unha pila coas seguintes semicelas Cu + /Cu e Al 3+ /Al cuxos potenciais estándar de redución son +0,34 V e -1,66 V, respectivamente Escribir as reaccións que acontecen en cada eléctrodo e a reacción global da pila. 5.. Faga un esquema da pila indicando todos os elementos necesarios para o seu funcionamento e o sentido no que circulan os electróns. OPCIÓN B Formule e nomee, segundo corresponda, os seguintes compostos: -metilpropanal; dimetiléter; CH 3 -NH-CH -CH 3 ; CH 3 -CHOH-CH OH 1.. Xustifique se algún deles presenta isomería óptica, sinalando o carbono asimétrico.. Considere o equilibrio: N (g) + 3H (g) NH 3(g) H= -46 kj mol -1, razoe qué lle acontece ao equilibrio se:.1. se engade hidróxeno... se aumenta a temperatura..3. se aumenta a presión diminuíndo o volume..4. se retira nitróxeno Axuste a seguinte reacción polo método do ión electrón: KMnO 4(aq) + KCl (aq) + H SO 4(aq) MnSO 4(aq) + K SO 4(aq) +Cl (g) + H O (l) 3.. Calcule os gramos de permanganato de potasio[tetraoxomanganato(vii) de potasio] necesarios para obter 00 g de sulfato de manganeso(ii)[tetraoxosulfato(vi) de manganeso(ii)], se o rendemento da reacción é do 65,0 %. 4. O produto de solubilidade do ioduro de prata é 8, Calcule: 4.1. A solubilidade do ioduro de prata expresada en g L A masa de ioduro de sodio que se debe engadir a 100 ml de disolución de 0,005 M de nitrato de prata para iniciar a precipitación do ioduro de prata Para a valoración de 10,0 ml de disolución de hidróxido de sodio realizáronse tres experiencias nas que os volumes gastados dunha disolución de HCl 0,1 M foron de 9,8; 9,7 e 9,9 ml, respectivamente que concentración ten a disolución da base?. 5.. Indique o procedemento a seguir e describa o material a utilizar na devandita valoración.