UNIERSIDADES PÚBLICAS DE LA COMUNIDAD DE MADRID PRUEBA DE ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIERSITARIAS OFICIALES DE GRADO Mdel Curs 01-01 MATERIA: QUÍMICA INSTRUCCIONES GENERALES Y ALORACIÓN La prueba csta de ds pcies, A y B, y el alum deberá ptar pr ua de las pcies y reslver las tres cuesties y ls ds prblemas plateads e ella, si que pueda elegir cuesties prblemas de diferetes pcies. Cada cuestió prblema putuará sbre u máxim de ds puts. N se ctestará igua preguta e este impres. TIEMPO: ua hra y treita miuts. OPCIÓN A Preguta 1A.- Cuad se trata agua líquida c exces de azufre sólid e u recipiete cerrad, a 5 ºC, se btiee ls gases sulfur de hidróge y dióxid de azufre. a Frmule el equilibri que se establece etre reactivs y prducts. b Escriba las expresies de Kc y Kp. c Idique cóm afecta al equilibri u aumet de presió. d Idique el sig de la variació de etrpía del prces H O l S s HS g SO g a. b. E ls equilibris hetergées, las cstates sl depede la las especies que se ecuetre e el estad de agregació c mayr grad de libertad. El equilibri prpuest es sólid / líquid / gas, pr l tat las cstates sl depede de ls cmpetes que esté e estad gas. Kc = [ HS] [ SO] Kp = P P H S SO c. Segú Le Chàtelier, si u sistema químic e equilibri experimeta u cambi, etces el equilibri se desplaza para ctrarrestar el cambi impuest y restablecer el equilibri. Si se aumeta la presió, el equilibri se desplazará e el setid e el que dismiuya el vlume y de esa frma ctrarrestar el aumet de presió. Cm el úmer de mles de especies gasesas es mayr e ls prducts, el equilibri se desplaza hacia ls reactivs. d. Teied e cueta que S(gases > S (líquids > S (sólids y que la etrpía e ua fució de estad y pr tat sus variacies sl depede de las cdicies iiciales y fiales: S = SPrducts SReactivs > 0 Preguta A.- Idique si las siguietes afirmacies s verdaderas falsas, justificad su respuesta: a La reacció redx etre el S y el Pb es esptáea. b El S se xida esptáeamete e medi ácid. c La reducció del Pb c sdi metálic tiee u ptecial E = 0,15 (,71 = 5,551. d La reducció del S c sdi metálic tiee u ptecial E = 0,17 (,71 =,576. Dats. Pteciales rmales de reducció (: (S /S = 0,17; (Pb /Pb = 0,15; (Na /Na =,71 a. erdadera. La variació de eergía libre de ua reacció red-x depede del ptecial de la reacció segú la ecuació: Gº = FEº Para que ua reacció sea esptáea, G < 0, y pr tat el ptecial deberá ser psitiv. S Pb ( ( S Pb Eº = Eº Pb Pb Eº S S = 0,15 ( 0,17 = 0,6v > 0 b. erdadera. H e H S S e H S H S Eº = 0,00 v Eº = 0,17 v Eº = 0,17 v > 0 c. Falsa. Ls pteciales de las semireaccies se multiplica pr ls ceficietes de la cmbiació lieal. 1
d. erdadera. Pb e Pb [ Na Na e ] Pb Na Pb Na S e S [ Na Na e ] S Na S Na Eº = 0,15 v Eº =,71 v Eº =,88 v Eº = 0,17 v Eº =,71 v Eº =,576 v > 0 Preguta A.- La bteció de alchles y feles se puede realizar pr distits métds. Para cada u de ls siguietes apartads, frmule la reacció cmpleta e idique el mbre de tds ls prducts rgáics: a Hidrólisis e medi ácid del prpaat de etil para bteer etal. b Reducció c hidróge de metilbutaa para bteer u alchl secudari. c Hidrólisis, e presecia de KOH, del brm metilprpa para bteer u alchl terciari. d Tratamiet de la amia primaria feilamia c ácid itrs para bteer fel, itróge mlecular y agua. a. Reacció iversa a la esterificació. CH CH COO CH CH HO CH CHOH Etal CH CH COOH Ac. prpaic b. La ceta se reduce e presecia de H. Cd. reductras CH CO CH CH CH H CH CHOH CH CH CH - metil - - butal c. Reacció de sustitució ucleófila. KOH Br CH H O CH C( CH OH CH ( - metil - - prpal KBr CH C CH d. Reacció Red-x N H O C6 H5 NH HNO C6H5 OH fel Preguta A.- E u acuari es ecesari que haya ua cierta catidad de CO disuelt e el agua para que las platas sumergidas pueda realizar la ftsítesis, e la que se libera xíge que ayuda a su vez a la respiració de ls peces. Si supems que e la ftsítesis el CO se trasfrma e glucsa (C 6 H 1 O 6 : a Frmule y ajuste la reacció glbal del prces de la ftsítesis. b Calcule cuáts grams de CO hay que aprtar al acuari e u día, para mateer ua pblació de peces que csume e ese perid L de O, medids a 700 mm de Hg y ºC. c Calcule cuáts grams de glucsa se prduce e las platas del acuari e u día. d Determie la etalpía de reacció del prces de la ftsítesis. Dats. Etalpías de frmació (kj ml 1 : agua (l = 86; CO (g = 9; glucsa (s = 171 Masas atómicas: C = 1; H = 1; O = 16. R = 0,08 atm L ml 1 K 1. a. 6 CO 6HO C6H1O6 6O b. Mediate la ecuació de gases ideales, se calcula el úmer de mles de xíge ecesaris. 700 atm L P 760 ( O = = = 0,8 ml R T atm L 0,08 95 K ml K Ccids ls mles de xíge ecesaris para mateer la pblació de peces, pr estequimetria y usad ls factres de cversió ecesaris se calcula ls grams de CO : 6 ml ( CO g( CO m CO = 0,8 ml O = 16,75 g( CO 6 ml( O 1ml( CO
c. Al igual que e el apartad aterir, mediate l ceficietes estequimétrics y ls factres de cversió se calcula la masa de glucsa. 1ml ( C6H1O6 180 g( C6H1O6 m C6H1O6 = 0,8 ml O = 11, g( CO 6 ml( O 1ml( C6H1O6 d. Pr ser la etalpía ua fució de estad, sus variacies sl depede de las cdicies iiciales y fiales. H R = νi H ( Prducts νi H ( Reactivs f f H R = Hf i i [ 6 Hf CO 6 Hf HO ] = 171 0 6 ( 9 6 ( 86 ( C H O 6 H ( O 6 1 Reacció edtérmica 6 f 1 [ ] = 809 kj ml Preguta 5A.- Cuál de las siguietes accies mdificará el ph de 500 ml de ua dislució de KOH 0,1 M? Justifique la respuesta mediate el cálcul del ph fial e cada cas. a Añadir 0 ml de agua. b Evaprar la dislució hasta reducir el vlume a la mitad. c Añadir 500 ml de ua dislució de HCl 0,1 M. d Añadir a la dislució rigial 0,1 ml de KOH e medi litr de agua. Mdificará el ph tdas aquellas accies que mdifique la ccetració de KOH e la dislució. El KOH es ua base fuerte que se ecuetra ttalmete disciada, pr l tat la ccetració de xidrils cicide c la ccetració iicial del KOH. H KOH O K ( aq OH El ph de la dislució iicial es: [ OH ] = [ KOH] ( lg[ OH ] = 1 lg[ KOH] = 1 lg( 0,1 1 ph = 1 poh = 1 = a. Al añadir 0 ml de agua a la dislució estams mdificad la ccetració de KOH y pr tat se mdifica el ph. Teied e cueta que sl añadims dislvete, el úmer de mles de KOH permaece cstate y pr tat se cumple: [ KOH] = [ KOH] f f 500 [ KOH] [ KOH] f = = 0,1 = 0,08 M f 600 ph = 1 poh = 1 lg OH = 1 lg KOH = 1 lg 0,08 = 1, ( [ ] [ ] 9 b. Se mdifica la ccetració de KOH pr que al evaprar la dislució, se dismiuye el vlume de dislvete, permaecied cstate el úmer de mles de slut (KOH. [ KOH] = [ KOH] f f 500 [ KOH] [ KOH] f = = 0,1 = 0, M f 50 ph = 1 poh = 1 lg OH = 1 lg KOH = 1 lg 0, = 1, ( [ ] [ ] c. Se Neutraliza la dislució al añadir igual úmer de mles de H que de OH de la dislució, sied el ph fial 7 (ph = 7 d. SE mdifica la ccetració de KOH, pr tat se mdifica el ph. [ ] ( KOH [ KOH] ( KOH 0,1 0,5 0,1 KOH = = = = 0,15 M 0,5 0,5 ph = 1 poh = 1 lg OH = 1 lg KOH = 1 lg 0,15 = 1, ( [ ] [ ]
OPCIÓN B Preguta 1B.- Sea ds átms X e Y. Ls úmers cuátics psibles para el últim electró de cada u de ells e su estad fudametal s: X = (, 0, 0, ±1/, Y = (, 1, 0 ó ±1, ±1/. Justifique: a El perid y ls grups psibles a ls que perteece cada u de ells. b Cuál de ells es más electregativ. c Cuál tiee mer radi atómic. d Si X cduce la electricidad e estad sólid. a. X = (, 0, 0, ±1/: El úmer cuátic pricipal (, idica el ivel del electró, si =, el átm se ecuetra e el cuart perid. El úmer cuátic secudari azimutal (l, idica el subivel del electró, si l = 0, la cfiguració electróica extera puede ser s 1 s, pr tat el átm puede perteecer a ls grups AI(metales alcalis AII(metales alcalitérres. Y = (, 1, 0 ó ±1, ±1/: =, el átm se ecuetra e el tercer perid. l = 1, la cfiguració electróica extera puede ser desde p 1 hasta p 6, pr l tat el átm puede perteecer a ls grups AIII(térres, AI(carbides, A(itrgeides, AI(afíges, AII(hales y AIII(gases bles. b. Teied e cueta que la electregatividad e u grup aumeta hacia arriba y e u perid hacia la derecha, el más electregativ es el átm Y, pr perteecer a u perid iferir y pr estar situad más a la derecha que el átm X. c. El primer factr a teer e cueta para cmparar el tamañ de ds átms es el úmer de capas de electres que tiee, a mer úmer de capas, mer radi atómic. El átm Y( = es de mer radi que el átm X( =. d. Pr tratarse de u metal alcali alcalitérre, presetara elace metálic y pr tat cduce la crriete eléctrica. Preguta B.- El ydur de bismut (III es ua sal muy pc sluble e agua. a Escriba el equilibri de slubilidad del ydur de bismut sólid e agua. b Escriba la expresió para la slubilidad del cmpuest BiI e fució de su prduct de slubilidad. c Sabied que la sal preseta ua slubilidad de 0,7761 mg e 0 ml de agua a 0 ºC, calcule la cstate del prduct de slubilidad a esa temperatura. Dats. Masas atómicas: Bi = 09,0; I = 16,9 Putuació máxima pr apartad: 0,5 puts apartads a y b; 1 put apartad c. H a. BiI ( s O Bi ( aq I ( aq b. Si se slubiliza s mles pr litr de la sal: H O BiI s exc s Bi ( aq I ( aq s s [ Bi ] [ I ] = s ( s = 7s s K = = Ks 7 c. s = m M 0,7761 ( Sal disuelta 09 16,9 g ml 6 = = = 1, ml ( L ( L L 0 L g 6 19 [ Bi ] [ I ] = 7s = 7 ( 1, = 8, Ks =
Preguta B.- Idique si las siguietes afirmacies s verdaderas falsas. Justifíquelas. a Ua mezcla de NaCl (ac y NaOH (ac preseta ph > 7. b El agua de la atmósfera tiee ph ácid pr teer ua cierta catidad de CO disuelt. c Cuad se mezcla 0 ml de HCl 0,5 M c 00 ml de KOH 0,5 M el ph resultate es 7. d Cuad se mezcla CaCO c HCl se prduce ua reacció redx e la que burbujea CO. a. erdadera. El NaCl es ua sal eutra (ls ies que la frma prviee de u ácid y de ua base fuertes y su adició a cualquier dislució mdificará el ph de la misma. El NaOH es ua base fuerte pr l tat su ph > 7. Ua mezcla de ambas, matedrá u ph > 7. b. erdadera. Ls óxids -metálics e sus dislucies acusas tiee carácter ácid (ph < 7. CO HO HCO HCO H c. erdadera. ( H = HCl MHCl = 0,1 0,5 = 0,05 ml H ( OH = NaOH M NaOH = 0, 0,5 = 0,05 ml OH Cm la eutralizació es ml a ml ( OH H O H la dislució resultate es eutra, y ph = 7. d. Falsa, la reacció CaCO HCl Ca Cl CO H O es ua reacció acid base (trasferecia de prtes, redx (trasferecia de electres, ya que se mdifica ls estads de xidació de ls elemets. Preguta B.- E u recipiete de 15 litrs se itrduce ml de cmpuest A y ml del cmpuest B. Cuad se calieta el recipiete a 00 K se establece el siguiete equilibri: A (g B (g C (g. Sabied que cuad se alcaza el equilibri las presies parciales de B y C s iguales, calcule: a Las ccetracies de A, B y C e el equilibri. b La presió ttal e el equilibri. c El valr de las cstates de equilibri K c y K p a 00 K. 1 Dat. R = 0,08 atm L ml 1 K Putuació máxima pr apartad: 1 put apartad a; 0,5 puts apartads b y c. a. Equilibri hmgée e fase gas. Si se demia cm x al úmer de mles que reaccia de B, el cuadrad de reacció queda de la siguiete frma: A g B g C g C. Iiciales C. Equilibri ( ml ( ml x x x Si e el equilibri las presies parciales de B y C s iguales y, teied e cueta que de mles de B y C tambié sará iguales = BRT = CRT P B = PC B = C. T T B = C x = x x = 0,5 ml P i = irt, el úmer T Ccids ls mles e el equilibri de cada cmpete y el vlume del recipiete, se calcula las ccetracies. [ ] ( A 1 A = 0,5 = A = = = 0,1 ml l ( l 15 [ ] ( B 1,5 1 B = 0,5 = 1,5 B = = = 0,1 ml l ( l 15 [ ] ( C 1,5 1 C = 0,5 = 1,5 C = = = 0,1 ml l l 15 b. Ccids ls mles de cada cmpete del equilibri se calcula el úmer ttal de mles, y c La ecuació de gases ideales, se calcula la presió ttal. T = ( A ( B ( C = 1,5 1,5 = 5 ml 5
atm L 5 ml 0,08 00 K RT P = T = ml K =,9 atm 15 L c. Ccidas las ccetracies de cada u de ls cmpetes del equilibri, se calcula la cstate de equilibri e fució de las ccetracies aplicad la ley de Acció de Masas. [ C] 0,1 Kc = = 0,565 A C 0,1 0,1 [ ] [ ] Ccida K c se calcula K p mediate la relació etre ellas. g 1 0 Kp = Kc RT = Kc RT = Kc RT = Kc = 0, 565 Preguta 5B.- A 0 ml de ua dislució de CuSO 0,1 M se le añade plv de hierr e exces. a Escriba y ajuste las semirreaccies de xidació y reducció e idique el cmprtamiet xidate reductr de las especies que iterviee. b Calcule Eº y justifique si la reacció es esptáea. c Determie la masa de hierr ecesaria para llevar a cab esta reacció. Dats. Eº(Cu /Cu= 0, ; Eº(Fe /Fe 0 = 0,0 ; Masa atómica Fe = 56. Putuació máxima pr apartad: 0,75 puts apartads a y c; 0,5 puts apartad b. a. Semireacció de reducció : Semireacció de xidació : Cu [ Cu e Cu] [ Fe Fe e ] Fe Cu Fe Oxidate Cu Reductr Fe b. Eº = Eº ( Re ducció Eº ( Oxidació = Eº ( Cu Cu Eº ( Fe Fe= = Eº ( Cu Cu ( Eº ( Fe Fe = Eº ( Cu Cu Eº ( Fe Fe = 0, 0,0 = 0,8 > 0 Gº = FEº : G < 0 Esptáea Eº = 0,8 c. C la estequimetria de la reacció y mediate factres de cversió, se calcula la masa de hierr ecesaria para reducir el catió Cu cteid e 0 ml de dislució de CuSO 0,1 M. 0,1 ml ( CuSO 1ml( Cu ml( Fe 56 g( Fe m Fe = 0 L CuSO = 0.11 g Fe L ( CuSO 1ml( CuSO ml Cu 1ml( Fe 6