2º examen opcional de Química de 2º de Bachillerato. Curso 2016/17
Nombre: Fecha:
1. La velocidad de la reacción: A + 2 B → C en fase gaseosa sólo depende de la temperatura y de la concentración de A, de tal manera que si se duplica la concentración de A la velocidad de reacción también se duplica.
a) Justifique para qué reactivo cambia más deprisa la concentración. (0,5 puntos)
b) Indique los órdenes parciales respecto de A y B y escriba la ecuación cinética. (0,5 puntos) c) Indique las unidades de la velocidad de reacción y de la constante cinética. (0,5 puntos) d) Justifique cómo afecta a la velocidad de reacción una disminución de volumen a temperatura constante. (0,5 puntos)
2. Considere los siguientes compuestos y sus valores de Ks (a 25 ºC) indicados en la tabla:
sulfato de bario Ks=1,1∙10
-10
sulfuro de cadmio Ks=8,0∙10
-28
hidróxido de hierro (II) Ks=1,0∙10 -16
carbonato de calcio Ks=8,7∙10
-9
a) Formule cada uno de sus equilibrios de solubilidad. (1,25 puntos)
b) Calcule la solubilidad de estos compuestos. Expréselas en moles/L (solubilidad molar) y g/L. (1,25 puntos)
Datos de masas atómicas: Ba=137,33; S=32,07; O=16,00; Cd=112,41; Fe=55,85; H = 1,01; Ca=40,08; C= 12,01;
3. Se preparan dos cubetas electrolíticas conectadas en serie que contienen disoluciones acuosas, la primera con nitrato de zinc y la segunda con sulfato de aluminio.
a) Formule las sales y escriba las reacciones que se producen en el cátodo de ambas cubetas electrolíticas con el paso de la corriente eléctrica. (1 punto)
b) Sabiendo que en el cátodo de la segunda se han depositado 5,0 g del metal correspondiente tras 1 h, calcule la intensidad de corriente que atraviesa las dos cubetas. (1 punto)
c) Calcule los gramos de metal depositados en el cátodo de la primera cubeta en el mismo periodo de tiempo. (1 punto)
Datos. F = 96485 C. Masas atómicas: Al = 26,98; Zn= 65,41.
4. Para las moléculas tetracloruro de carbono, amoniaco y dicloruro de berilio:
a) Determine su geometría molecular mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. (0,75 puntos)
b) ¿Qué tipo de hibridación presenta el átomo central? Justifique su respuesta. (0,75 puntos) 5. a) Formule la siguiente molécula:
4,8-dimetil-2,4-nonadien-6-ino ó
4,8-dimetilnona-2,4-dien-6-ino (0,5 puntos) b) Nombre la siguiente molécula:
2º examen opcional de Química de 2º de Bachillerato. Curso 2016/17 (respuestas)
Nombre: Fecha:
1. La velocidad de la reacción: A + 2 B → C en fase gaseosa sólo depende de la temperatura y de la concentración de A, de tal manera que si se duplica la concentración de A la velocidad de reacción también se duplica.
a) Justifique para qué reactivo cambia más deprisa la concentración. (0,5 puntos)
b) Indique los órdenes parciales respecto de A y B y escriba la ecuación cinética. (0,5 puntos) c) Indique las unidades de la velocidad de reacción y de la constante cinética. (0,5 puntos) d) Justifique cómo afecta a la velocidad de reacción una disminución de volumen a temperatura constante. (0,5 puntos)
a) Hay dos reactivos, A y B. El coeficiente estequiométrico de B es el doble que el de A, esto quiere decir que B desaparece el doble de rápido de lo que desaparece A (por cada mol de A que desaparece, desaparecen 2 moles de B).
Por tanto, B es el reactivo para el que más deprisa cambia la concentración, en concreto cambia el doble de rápido que A.
También se podría justificar esto matemáticamente, utilizando la expresión de la velocidad de reacción:
De aquí se deduce que
, por lo que se comprueba que la concentración de B varía
el doble de rápido de lo que lo hace la concentración de A.
b) La velocidad no depende de la concentración de B, por lo que el orden parcial de B es 0. Por tanto:
Para hallar sabemos que la velocidad se hace el doble al hacerse el doble la concentración de A, por tanto:
Dividiendo (2) entre (1) nos queda
El orden parcial de A es 1 y nos queda la ecuación de velocidad El orden total de la reacción es 1+0=1.
c) Las unidades de la velocidad de reacción son
, que también se pueden expresar como
.
Las unidades de la constante cinética se sacan de la ecuación de velocidad:
Por tanto las unidades de la constante cinética son
d) Si disminuye el volumen observamos que aumenta la concentración de A, ya que , y si aumenta la concentración de A aumentará la velocidad ya que .
2. Considere los siguientes compuestos y sus valores de Ks (a 25 ºC) indicados en la tabla:
sulfato de bario Ks=1,1∙10
-10
sulfuro de cadmio Ks=8,0∙10
-28
hidróxido de hierro (II) Ks=1,0∙10 -16
carbonato de calcio Ks=8,7∙10
-9
a) Formule cada uno de sus equilibrios de solubilidad. (1,25 puntos)
b) Calcule la solubilidad de estos compuestos. Expréselas en moles/L (solubilidad molar) y g/L. (1,25 puntos)
Datos de masas atómicas: Ba=137,33; S=32,07; O=16,00; Cd=112,41; Fe=55,85; H = 1,01; Ca=40,08; C= 12,01. a) BaSO4 (s) ↔ Ba 2+ (aq) + SO4 (aq) CdS (s) ↔ Cd2+ (aq) + S2- (aq) Fe(OH)2 (s) ↔ Fe2+ (aq) + 2OH- (aq)
CaCO3 (s) ↔ Ca2+ (aq) + CO32- (aq)
b) BaSO4 (s) ↔ Ba 2+ (aq) + SO4 (aq) []eq - s s Ks=[Ba 2+ ]eq∙[SO4 2-]eq=s 2 → MM(BaSO4)=137,33+32,07+16,00∙4=233,4 g/mol CdS (s) ↔ Cd2+ (aq) + S2- (aq) []eq - s s Ks=[Cd 2+ ]eq∙[S 2-]eq=s 2 → MM(CdS)=112,41+32,07=144,48 g/mol Fe(OH)2 (s) ↔ Fe 2+
(aq) + 2OH- (aq) []eq - s 2s Ks=[Fe 2+ ]eq∙[OH -]2eq=s∙(2s) 2 =4s3 → MM(Fe(OH)2)=55,85+16,00∙2+1,01∙2=89,87 g/mol CaCO3 (s) ↔ Ca 2+ (aq) + CO3 (aq) []eq - s s Ks=[Cd 2+ ]eq∙[CO3 2-]eq=s 2 → MM(CaCO3)=40,08+12,01+16,00∙3=100,09 g/mol
3. Se preparan dos cubetas electrolíticas conectadas en serie que contienen disoluciones acuosas, la primera con nitrato de zinc y la segunda con sulfato de aluminio.
a) Formule las sales y escriba las reacciones que se producen en el cátodo de ambas cubetas electrolíticas con el paso de la corriente eléctrica. (1 punto)
b) Sabiendo que en el cátodo de la segunda se han depositado 5,0 g del metal correspondiente tras 1 h, calcule la intensidad de corriente que atraviesa las dos cubetas. (1 punto)
c) Calcule los gramos de metal depositados en el cátodo de la primera cubeta en el mismo periodo de tiempo. (1 punto)
Datos. F = 96485 C. Masas atómicas: Al = 26,98; Zn= 65,41. a) Primera cubeta: Zn(NO3)2 → Zn2+ + 2NO3
-Segunda cubeta: Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO4
2-S.R. (cátodo 1ª cubeta): Zn2+ + 2e- → Zn S.R. (cátodo 2ª cubeta): Al3+ + 3e- → Al b) 1 h=3600 s
c)
4. Para las moléculas tetracloruro de carbono, amoniaco y dicloruro de berilio:
a) Determine su geometría molecular mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia. (0,75 puntos)
b) ¿Qué tipo de hibridación presenta el átomo central? Justifique su respuesta. (0,75 puntos) a) La teoría de repulsión de los pares de electrones de la capa de valencia nos dice que los electrones que forman los enlaces del átomo central se disponen espacialmente de tal manera que las repulsiones entre ellos sean mínimas. Para el tetracloruro de carbono esta disposición da una geometría tetraédrica con ángulo de enlace de 109,5º.
En el amoniaco la disposición espacial con menos repulsiones electrónicas es una geometría piramidal trigonal. El par solitario del N hace que el ángulo de enlace sea más cerrado que en el caso del CCl4 puesto que genera una repulsión mayor.
En el dicloruro de berilio la geometría que genera menos repulsiones es la lineal, con un ángulo de enlace de 180º.
b) La configuración electrónica del C (elemento central del CCl4) es 1s 2
2s2 2p2, pero para poder formar 4 enlaces, un electrón del orbital 2s pasa al orbital 2p y queda: 1s2 2s1 2p3, con cuatro electrones desapareados en la capa de valencia:
El orbital 2s se combina con los 3 orbitales 2p, generando cuatro orbitales sp3 que se disponen espacialmente como un tetraedro.
Estos orbitales sp3 se solaparán con orbitales de átomos de Cl dando la geometría tetraédrica a la molécula.
La configuración electrónica del N (átomo central del NH3) es: 1s 2
2s2 2p3. Observamos que tiene tres electrones desapareados en el último nivel.
El orbital 2s se va a combinar con los tres orbitales 2p generando cuatro orbitales sp3 cuya disposición espacial tiene forma de tetraedro. En uno de los orbitales sp3 se va a colocar el par
solitario (que es el que hace que el ángulo de enlace sea menor a 109,5º) y en el resto se van a colocar los electrones que formarán enlace con el H.
La configuración electrónica del Be (átomo central del BeCl2) es 1s2 2s2 2p0. Uno de los
electrones del orbital 2s va a promocionar al orbital 2p pasando a tener el Be dos electrones desapareados en la última capa que formarán el enlace: 1s2 2s1 2p1.
El orbital 2s se combina con el orbital 2p formando 2 orbitales sp que forman entre sí un ángulo de 180º que es el que da su geometría a la molécula.
5. a) Formule la siguiente molécula: 4,8-dimetil-2,4-nonadien-6-ino ó
4,8-dimetilnona-2,4-dien-6-ino (0,5 puntos)
b) Nombre la siguiente molécula:
(0,5 puntos) 6-metil-6-propilnona-2,4,7-trieno
ó
