PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PARA MAYORES DE 25 AÑOS ELIJA UNA DE LAS DOS OPCIONES QUÍMICA. CÓDIGO 114
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- Gabriel Ortiz de Zárate Ávila
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1 PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PARA MAYORES DE 25 AÑOS ELIJA UNA DE LAS DOS OPCIONES QUÍMICA. CÓDIGO 114 Opción A 1. Para la molécula CO 2 a) Represente su estructura de Lewis. (0,75 puntos) b) Justifique si se trata de una especie polar o apolar. (0,75 puntos) a) nº de electrones = 4 (C) + 6 x 2 (2 O) = 16 electrones = 8 pares, que distribuidos teniendo en cuenta las reglas de Lewis conducen a la siguiente estructura b) Los enlaces C O son polares y la molécula será polar si el momento dipolar resultante es distinto de cero. En este caso como se trata de una especie lineal la resultante es cero. Se trata, por tanto, de una molécula apolar. 2. a) Ajuste, en forma molecular, por el método del ion-electrón la siguiente reacción: Na 2 SO 3 + Na 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O (0,9 puntos) b) Indique la especie que actúa como agente oxidante y la que lo hace como reductor. Qué especie se oxida y cuál se reduce? (0,6 puntos) a) b) Una oxidación es una pérdida de electrones, por tanto el reactivo que se oxida es Na 2 SO 3. Por el contrario, una reducción es una ganancia de electrones por lo que el reactivo que se reduce es Na 2 Cr 2 O 7.
2 Puesto que los procesos de oxidación y de reducción se deben de dar simultáneamente, una especie que se oxida actúa como agente reductor y una especie que se reduce lo hace como agente oxidante. En este caso, Na 2 SO 3 es el agente reductor y Na 2 Cr 2 O 7 el agente oxidante. 3. Los valores de K a para los ácidos HA y HB son y , respectivamente. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Una disolución 1M de HA tendrá mayor ph que una disolución 1M de HB. (0,75 puntos) b) A - es una base más fuerte que B -. (0,75 puntos) a) Falsa. Según los valores de K a HA es un ácido más fuerte que HB, lo que implica que en disolución acuosa, a igual concentración, HA está más disociado y la concentración de protones del medio será mayor. Por tanto, su ph menor. b) Falsa. La base conjugada de un ácido fuerte es una base débil; como en este caso HA es un ácido más fuerte que HB su base conjugada, A -, será más débil que la base conjugada de HB, B Formule o nombre los siguientes compuestos: peróxido de bario, ácido clórico, nitrito de potasio, 1,2-etanodiol, ciclohexano, FeSO 4, NaBr, Ni(OH) 2, CaCO 3, CH 3 CH 2 CH 2 COONH 2. (0,15 puntos por fórmula correcta) peróxido de bario: BaO 2 ácido clórico: HClO 3 nitrito de potasio: KNO 2 1,2-etanodiol: HOCH 2 CH 2 OH Ciclohexano: FeSO 4 : sulfato de hierro(ii) NaBr: bromuro de sodio Ni(OH) 2 : hidróxido de níquel(ii) CaCO 3 : carbonato de calcio CH 3 CH 2 CH 2 COONH 2 : butanamida 5. El cloro se puede obtener en el laboratorio según la reacción MnO 2 (s) + 4 HCl(aq) MnCl 2 (aq) + Cl 2 (g) + 2 H 2 O(l) Calcule: a) La masa de MnO 2 necesaria para obtener 100 L de cloro medidos a 15 ºC y 720 mmhg. (1,25 puntos) b) El volumen de HCl 0,6 M que habrá que utilizar. (0,75 puntos) a) pv= nrt = n.0,082( ) ; n = ,082(273+15) = 4,01 moles de Cl 2 moles de MnO 2 = moles de Cl 2 = 4,01
3 masa de MnO 2 = 4,01. 86,9 = 348,47 g b) moles de HCl = 4 x moles Cl 2 4,01.4 = 16,04 moles de HCl M= nº de moles volumen ; V = 16,04 0,6 = 26,73 L 6. Para la reacción en equilibrio SO 2 Cl 2 (g) SO 2 (g) + Cl 2 (g) la constante K p = 2,4 a 375 K. A dicha temperatura se introducen 0,05 moles de SO 2 Cl 2 en un recipiente cerrado de 1 L de capacidad. Una vez alcanzado el equilibrio calcule: a) La constante K c y las presiones parciales de cada componente de la mezcla. (1,25 puntos) b) Razone si aumentará la producción de SO 2 al disminuir el volumen del recipiente. (0,75 puntos) a) SO 2 Cl 2 (g) SO 2 (g) + Cl 2 (g) iniciales 0, equilibrio 0,05-x x x K p = K c (RT) n ; n = 1 ; K c = 0,075 K c = [SO 2][Cl 2 ] [SO 2 Cl 2 ] ; 0,075 = x x ; x = 0,035 moles SO 2 Cl 2 = 0,05-0,035 = 0,015 moles Cl 2 = moles SO 2 = 0,035 p(so 2 Cl 2 ) = 0,015.0, = 0,46 atm p(cl 2 ) = p(so 2 ) = 0,035.0, = 1,1 atm b) Una disminución del volumen del recipiente se traduce en un aumento de la presión total del sistema y este evolucionará para contrarrestar dicho aumento, lo que se consigue desplazando el equilibrio hacia la izquierda ya que hay menor número de moles gaseosos. Por lo tanto, la respuesta es que no se consigue aumentar la producción de SO 2. R= 0,082 atm.l.k -1.mol -1 Masas atómicas: Cl= 35,5; Mn= 54,9; O=16,0;
4 Opción B 1. De las siguientes configuraciones electrónicas: 1s 2 2s 2, 1s 2 2s 2 3s 1, 1s 2 2s 2 2p 6, 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 a) Cuál o cuáles pertenece/n a un elemento alcalino? (0,75 puntos) b) Cuál o cuáles corresponde/n a un gas noble? (0,75 puntos) a) La configuración electrónica de los elementos alcalinos es la del gas noble anterior ns 1, por lo que sólo 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 cumple tal condición ya que 1s 2 2s 2 3s 1 no tiene completa la segunda capa. b) Corresponde a un gas noble sólo 1s 2 2s 2 2p 6 2. Calcule el volumen de HCl del 36,23 % en masa y densidad 1,18 g/cm 3 necesario para preparar 1 L de disolución 2 M en HCl. (1,5 puntos) M = nº de moles v(l) moles de HCl = M.V moles HCl = 2.1 = 2 g= moles.mmol; g = 2.36,5 = 73 g de HCl g de disolución que hay que tomar teniendo en cuenta la riqueza = = 201,49 g de HCl al 36,23 % d = m V V = ,18 = 170,75 ml 36,23 3. Para un determinado equilibrio en fase gaseosa, se sabe que un aumento de la temperatura provoca el desplazamiento de la reacción hacia la izquierda, mientras que un aumento de la presión provoca el desplazamiento de la reacción hacia la derecha. Justifique de cuál de estos tres equilibrios se trata: A + B C+ D exotérmica A + B C endotérmica 2 A B exotérmica (1,5 puntos) Teniendo en cuenta el principio de Le Chatelier que establece que cuando en un sistema en equilibrio se provoca una perturbación, el equilibrio se desplaza para contrarrestarla, si un aumento de la temperatura provoca un desplazamiento hacia la izquierda es porque en este sentido se consume calor, lo que indica que se trata de una reacción exotérmica. Por otro lado, si un aumento de la presión provoca un desplazamiento hacia la derecha es porque en dicho sentido la presión disminuye como consecuencia del menor número de moles gaseosos. Reacción exotérmica y con un menor número de moles de productos que de reactivos sólo puede ser 2 A B exotérmica.
5 4. Formule o nombre los siguientes compuestos: hidróxido de plata, fluoruro de hidrógeno, sulfato de amonio, nitrito de potasio, 2-pentino, CH 3 CH 2 COOH, CH 3 CHO, H 2 O 2, PbO 2, H 3 PO 4. (0,15 puntos por fórmula correcta) hidróxido de plata: Ag(OH) fluoruro de hidrógeno: HF sulfato de amonio: (NH 4 ) 2 SO 4 nitrito de potasio: KNO 2 2-pentino: CH 3 C CCH 2 CH 3 CH 3 CH 2 COOH: ácido propanóico CH 3 CHO: acetaldehído H 2 O 2 : peróxido de hidrógeno PbO 2 : óxido de plomo(iv) H 3 PO 4 : ácido fosfórico 5. Calcule: a) El ph de una disolución de HClO 4 0,03 M y el de una disolución de NaOH 0,05 M (0,7 puntos) b) El ph de la disolución obtenida al mezclar 50 ml de cada una de las disoluciones anteriores. Suponga que los volúmenes son aditivos. (0,7 puntos) c) El volumen de NaOH 0,05 M necesario para neutralizar 25 ml de HClO 4 0,03 M. (0,6 puntos) a) HClO 4 es un ácido fuerte que en disolución acuosa está completamente disociado. HClO 4 (aq) H + (aq) + ClO 4 - (aq) [H + ] = 0,03; ph= -lg0,03 = 1,52 NaOH es una base fuerte que en disolución acuosa está completamente disociada. NaOH(aq) Na + (aq) + OH - (aq) [OH - ] = 0,05 poh= -lg0,05 = 1,3; ph = 14-1,3 = 12,7 b) HClO 4 (aq) + NaOH(aq) NaClO 4 (aq) + H 2 O Teniendo en cuenta que la estequiometria de la reacción es 1:1 tenemos que determinar si hay exceso de algún reactivo, en cuyo caso este determinará el ph. moles = V.M; moles de HClO 4 = ,03 = 1, moles moles NaOH = ,05 = 2, moles exceso de NaOH=2, , = 1, moles de NaOH sin neutralizar [OH - ] = (50+50).10 3 = 10 2 M; poh = 2; ph = 12
6 c) HClO 4 (aq) + NaOH(aq) NaClO 4 (aq) + H 2 O Como la estequiometria es 1:1 los moles de NaOH necesarios serán los moles de HClO 4 que haya que neutralizar ,03 = 7, moles de NaOH; 0,05 = 7, ; V = 1, L = 15 ml V 6. El proceso de fotosíntesis se puede representar por: 6CO 2 (g) + 6 H 2 O(l) C 6 H 12 O 6 (s) + 6 O 2 (g) H = 3402,8 KJ a) Calcule la entalpía de formación estándar de la glucosa, C 6 H 12 O 6. (0,7 puntos) b) Calcule la energía necesaria para la formación de 500 g de glucosa mediante fotosíntesis. (0,7 puntos) Determine si a 25 ºC el proceso será espontáneo, o por el contrario lo será la oxidación de la glucosa. (0,6 puntos) H f º(H 2 O (l) ) = -285,5 KJ.mol -1 ; H f º(CO 2(g) ) = - 393,5 KJ.mol -1 Sº(H 2 O (l) )= 69,9 KJ.K -1.mol -1 ; Sº(CO 2(g) )= 213,7 KJ.K -1.mol -1 ; Sº(C 6 H 12 O 6(s) )= 212,2 KJ.K -1.mol -1 ; Sº(O 2(g) )= 205 KJ.K -1.mol -1 a) 6CO 2 (g) + 6 H 2 O(l) C 6 H 12 O 6 (s) + 6 O 2 (g) Hº = Σ H f o (productos) - Σ H f o (reactivos) Hº = H f o (glucosa) [6 H f o (CO 2 ) + 6 H f o (H 2 O)] 3402,8 = H f o (glucosa) 6 (- 393,5) (- 285,5); H f o (glucosa) = - 671,2 KJ/mol b) Mmol(glucosa) = 180g/mol; moles de glucosa = = 2,78 moles 2, ,8 = 9459,78 KJ c) G = H - T S S = 6 (205) + 212,2 6 (213,7) 6 (69,9) = 259,4 KJ.K -1.mol -1 G = 3402,8 298(- 259, ) > 0 Puesto que G > 0 el proceso no es espontáneo. Es espontáneo el proceso inverso, la oxidación. Masas atómicas: C= 12; H= 1; O= 16
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