PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD PARA MAYORES DE 25 AÑOS ELIJA UNA DE LAS DOS OPCIONES QUÍMICA. CÓDIGO 114

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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. Los números atómicos y másicos de dos elementos B y C son: B (Z=13, A=27) y C (Z=17; A=37): a) Indique, para cada uno de ellos el símbolo del elemento y el número de neutrones y de protones que poseen. (0,75 puntos) b) Razone cuál de ellos tendrá una primera energía de ionización mayor. (0,75 puntos) a) En el primer periodo hay 2 elementos, en el segundo 8 y en el tercero otros 8. El segundo periodo se completa con el elemento de número atómico 10 (2+ 8) y el tercero con el de número atómico 18 ( ), por lo que se trata del tercer (13-10 = 3) y séptimo (17 10 = 7) elemento del tercer periodo. Es decir del aluminio, con símbolo Al y del cloro, con símbolo Cl. B = Al; el número atómico es el número de protones que hay en el núcleo con una masa de 1 uma. A la masa del elemento contribuyen, además de los protones, los neutrones, con una masa de 1 uma, por lo que el número de neutrones será para este elemento = 14. C = Cl; ahora el número de protones es 17 y el número de neutrones = 20. b) En un periodo la primera energía de ionización aumenta al aumentar el número atómico porque en ese sentido disminuye el tamaño y aumenta la carga nuclear efectiva, por lo que cloro presenta una primera energía de ionización mayor que la del aluminio. 2. Cuál de los siguientes cambios provocará que el indicador se encuentre en su forma amarilla? HA(aq) + CH 3 COO - (aq) A - (aq) + CH 3 COOH(aq) rojo amarillo a) La adición de CH 3 COOH(aq) al sistema (0,5 puntos) b) La adición de NaCH 3 COO(aq) al sistema (0,5 puntos) c) La eliminación de HA por precipitación (0,5 puntos) El principio de Le Chatelier establece que al provocar una modificación de alguna variable de un sistema en equilibrio éste evoluciona en el sentido en que se contrarresta dicha variación. a) Al añadir ácido acético como este aparece como producto de la reacción el equilibrio se desplazará hacia la izquierda y por tanto el indicador estará en su forma roja. b) Al añadir acetato, como este es un reactivo, el equilibrio se desplazará hacia la derecha y el indicador estará en su forma amarilla.

2 c) La eliminación de HA provocará que el equilibrio se desplace hacia la izquierda para generarlo y el indicador estará en su forma roja. 3. A partir de los siguientes datos determine la variación de entalpía para la formación de HBr. (1,5 puntos) H 2 (g) + Br 2 (g) 2 HBr(aq) Energías de enlace (kj/mol): H-H = 436; Br-Br = 193; H-Br = 366. De una forma aproximada H o = ΣE enlaces rotos ΣE enlaces formados En nuestro caso, según la reacción H-H(g) + Br-Br(g) 2 H-Br(aq), se rompe un enlace H-H y un enlace Br-Br, mientras que se forman dos enlaces H-Br. H o = = KJ.mol Formule o nombre los siguientes compuestos: ácido hipocloroso, sulfito de cesio, hidróxido de aluminio, etilbenceno, 2-butino, Mn 2 O 7, BaO, AgF, HOOC-CH 2 -COOH, NH 2 (CH 2 CH 3 ). (0,15 puntos por fórmula correcta) Ácido hipocloroso: HClO Sulfito de cesio: Cs 2 SO 3 Hidróxido de aluminio: Al(OH) 3 Etilbenceno: CH 3 -CH 2 -C 6 H 5 2-Butino: CH 3 C C CH 3 Mn 2 O 7 : óxido de manganeso(vii) BaO: óxido de bario AgF: fluoruro de plata HOOC-CH 2 -COOH: ácido propanodioico o ac. malónico NH 2 (CH 2 CH 3 ): Etilamina 5. Al tratar Cu con HNO 3 la reacción que tiene lugar es: HNO 3 + Cu Cu(NO 3 ) 2 + NO + H 2 O a) Ajuste la reacción por el método del ion electrón. (1 punto) b) Determine la masa de nitrato de cobre que se obtendrá al atacar 1500 g de Cu si el rendimiento del proceso es del 90%. (1 punto) a) El cobre se oxida a cobre(ii) mientras que NO 3 - se reduce a NO y el proceso transcurre en medio ácido. Las semirreaciones implicadas son: Reducción: 2 (NO H e - NO + 2 H 2 O) Oxidación: 3 (Cu - 2e - Cu 2+ ) 2 NO H Cu 2 NO + 4 H 2 O + 3 Cu 2+

3 Para pasar de la forma iónica a la molecular debemos tener en cuenta que no - todo el NO 3 se reduce, parte permanece como Cu(NO 3 ) 2. El nítrico, además, proporciona los protones necesarios para el proceso redox. 8 HNO Cu 3 Cu(NO 3 ) NO + 4 H 2 O 6. Calcule: a) El ph de una disolución acuosa de que contiene 7,3 g de ácido clorhídrico en 250 ml de agua. (0,6 puntos) b) El volumen de agua que hay que añadir a 100 ml de la disolución a) para obtener una disolución de HCl 0,5 M. (0,6 puntos) c) El ph de la disolución que obtiene al mezclar los 250 ml de la disolución del apartado a) con 250 ml de NaOH 1M. (0,8 puntos) a) moles de HCl = 7,3 36,5 = 0,2 moles; M(HCl) = 0,2 0,250 = 0,8 M HCl es un ácido fuerte que en disolución acuosa se encuentra completamente disociado: HCl(aq) Cl - (aq) + H + (aq) 0,8 0,8 [H + ] = 0,8 M; ph = -log[h + ] = -log 0,8 = 0,097 b) El número de moles de HCl no varía al añadir agua, lo que se modifica es la concentración. nº de moles iniciales = nº de moles finales nº moles = M. volumen; M 1.V 1 = M 2.V 2 ; 0,8. 0,1 = 0,5. V 2 ; V 2 = 0,16 L El volumen de la disolución final será de 160 ml, como inicialmente teníamos 100 ml. Tenemos que añadir = 60 ml c) Se produce una reacción de neutralización entre HCl y NaOH HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl + H 2 O Moles de HCl = 0,8. 0,250 = 0,2 moles de HCl Moles de NaOH = 1. 0,250 = 0,25 moles de NaOH Como la reacción transcurre con una estequiometria 1:1 el NaOH se encuentra en exceso.

4 Exceso de NaOH = 0,25 0,20 = 0,05 moles de NaOH y estos marcarán el valor del ph de la disolución. Como se trata de una base fuerte que en disolución acuosa está completamente disociada: [OH] = NaOH(aq) Na + (aq) + OH - (aq) 0,05 (0,250+0,250) = 0,1 M; poh = -log[oh- ] = -log 0,1 = 1; ph = 14 poh = 14-1 = 13 Masas atómicas: Cl= 35,5; Cu= 63,5; H= 1,0; N= 14,0; O= 16,0

5 Opción B 1. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) NaF, a temperatura ambiente, es un sólido conductor de la electricidad. (0,75 puntos) b) Los sólidos moleculares se denominan también sólidos covalentes. (0,75 puntos) a) NaF es un compuesto iónico, por tanto a temperatura ambiente es un sólido iónico. Sin embargo, no es un conductor de la electricidad ya que los iones que lo constituyen ocupan posiciones fijas en la red y no hay transporte de carga. (Falsa) b) Falsa. Se trata de dos tipos de sólidos diferentes. Los sólidos moleculares están constituidos por moléculas unidas mediante fuerzas intermoleculares, mientras que los sólidos covalentes son átomos unidos a través de enlaces covalentes. 2. Indique, haciendo uso de los equilibrios correspondientes, cuál es: a) El ácido conjugado de HCO 3 - (0,75 puntos) b) La base conjugada de H 2 O. (0,75 puntos) a) Si tenemos que formular el ácido conjugado de una especie es porque ésta se comporta como una base, es decir acepta protones. HCO H + H 2 CO 3 b) Si tenemos que formular la base conjugada de una especie es porque ésta se comporta como un ácido, es decir cede protones. H 2 O H + + OH - 3. Razonar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) En una semirreacción de oxidación se produce una ganancia de electrones. (0,75 puntos) b) En una semirreacción de reducción se produce una ganancia de protones. (0,75 puntos) a) Falsa. En una semirreacción de oxidación se pierden electrones. Por ejemplo, Fe(s) - 3 e - Fe 3+ (aq) b) Falsa. Un proceso redox nunca implica ni una ganancia ni una pérdida de protones, las partículas implicadas son electrones y, en concreto, en una semirreacción de reducción se ganan electrones. Ejemplo, Cl 2 (g) + 2 e - 2 Cl - (aq) 4. Formule o nombre los siguientes compuestos: peróxido de sodio, ácido fosfórico, trihidruro de aluminio, fenol, propanal, CO, CuCl, CH C-CH 2 -C CH, CH 3 CONH 2, CHCl 3. (0,15 puntos por fórmula correcta) Peróxido de sodio: Na 2 O 2

6 Ácido fosfórico: H 3 PO 4 Trihidruro de aluminio: AlH 3 Fenol: C 6 H 5 -OH Propanal: CH 3 -CH 2 -CHO CO: monóxido de carbono CuCl: cloruro de cobre(i) CH C-CH 2 -C CH: 1,4-pentadiino CH 3 CONH 2 : acetamida CHCl 3 : triclorometano 5. El NO 2 descompone según: 2 NO 2 (g) 2 NO(g) + O 2 (g). En un recipiente cerrado, de 10 L de capacidad, se introducen 0,189 moles de NO 2, se calienta a 327 ºC y una vez alcanzado el equilibrio quedan 0,146 moles del mismo. a) Determine Kp y Kc (1 punto) b) La presión total en equilibrio. (0,5 puntos) c) Cómo le afectará al equilibrio una disminución del volumen del recipiente? Razone la respuesta (0,5 puntos) a) Para determinar las constantes de equilibrio debemos de conocer la composición del mismo. 2 NO 2 (g) 2 NO(g) + O 2 (g) c. iniciales 0, c. de equilibrio 0,189-2x 2x x Según los datos del problema los moles de NO 2 en equilibrio son 0,146. 0,189 2x = 0,146 x = 0,0215 moles moles de NO = 2x = 0,043 moles de O 2 = 0,0215 Kc = [NO ]2 [O 2 ] [NO 2 ] 2 = (0,043/10)2 (0,0215 /10) (0,146/10) 2 = 1, Kp = Kc(RT) n = 1, [0,082( )] (3 2) = 9, b) A la presión total contribuyen todas las especies en estado gaseoso. El número total de moles en equilibrio es n t = 0,189-2x +2x + x = 0,189 + x = 0, ,043; n t = 0,232 moles p t.v = n t.r.t; p t = 0,232.0,082( ) 10 = 1,14 atm

7 c) Una disminución del volumen del recipiente se traduce en un aumento de la presión total de sistema. Para contrarrestar este efecto, el equilibrio se desplaza hacia donde menor es el número de moles gaseosos, hacia la izquierda. 6. Dada la reacción: CaCO 3 (s) +2 HCl(aq) CO 2 (g) + H 2 O(l) + CaCl 2 (aq) Calcular: a) La cantidad de un mineral cuya riqueza en carbonato es del 92 % en masa que necesitamos para obtener 250 Kg de CaCl 2. (1 punto) b) La molaridad del ácido clorhídrico utilizado si su riqueza es del 36 % en masa y su densidad 1,18 g/ml. (1 punto) a) CaCO 3 (s) +2 HCl(aq) CO 2 (g) + H 2 O(l) + CaCl 2 (aq) En primer lugar calculamos los moles de CaCl 2 que queremos obtener M w (CaCl 2 ) = 111,1 g/mol moles CaCl 2 = 250 M w (CaCO 3 ) = 100,1 g/mol 111,1 = 2,25 moles Teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción, a partir de 1 mol de carbonato se obtiene 1 mol de cloruro, por tanto: Moles de CaCO 3 = moles de CaCl 2 = 2,25 moles La masa de carbonato será: 2,25.100,1 = 225,23 g Pero esto es masa de carbonato de calcio puro. Si tenemos en cuenta la riqueza del mineral: Masa de carbonato de calcio del 92 % = 225, = 244,81 g b) Supongamos que partimos de 1 L de HCl. La masa de dicha disolución será d = m V m = 1, = 1180 g Puesto que es una disolución del 36 % de riqueza tenemos que calcular lo que hay de soluto g de HCl = ,8/36,5 = 424,8 g y la concentración M = = 11,64 M R= 0,082 atm.l.k-1.mol-1 Masas atómicas: C= 12; Ca= 4O,1; Cl= 35,5; O = 16.