andalucia resuelto junio 2007.pdf

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(1)

Instrucciones:

a) Duración: 1 hora y 30 minutos.

b) Elija y desarrolle una opción completa, sin mezclar cuestiones de ambas. Indique, claramente, la opción elegida.

c) No es necesario copiar la pregunta, basta con poner su número. d) Se podrá responder a las preguntas en el orden que desee.

e) Puntuación: Cuestiones (n.OS 1, 2, 3 y 4) hasta 1,5 puntos cada una. Problemas (n.OS 5 y 6) hasta 2 puntos cada uno.

f) Exprese sólo las ideas que se piden. Se valorará positivamente la concreción en las respuestas y la capacidad de síntesis.

g) Se podrán utilizar calculadoras que no sean programables.

OPCIÓN A

1.- Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Bromuro de cadmio b) Sulfato de calcio c) 1,3-Dinitrobenceno d) NaOH e) CF4 f) CH≡CCH2CH2OH.

2.- La configuración electrónica de la capa de valencia de un elemento A es 3s2p5. a) Justifique si se trata de un metal o un no metal.

b) Indique, razonadamente, un elemento que posea mayor potencial de ionización que A. c) Indique, razonadamente, un elemento que posea menor potencial de ionización que A.

3.- Considere cuatro disoluciones A, B, C y D caracterizadas por: A: [OH−] = 10−13; B: pH = 3; C: pH = 10; D: [H3O

+

] = 10−7 a) Ordénelas de menor a mayor acidez.

b) Indique, razonadamente, cuáles son ácidas, básicas o neutras.

4.- Un recipiente cerrado contiene oxígeno, después de vaciarlo lo llenamos con amoniaco a la misma presión y temperatura. Razone cada una de las siguientes afirmaciones:

a) El recipiente contenía el mismo número de moléculas de oxígeno que de amoniaco. b) La masa del recipiente lleno es la misma en ambos casos.

c) En ambos casos el recipiente contiene el mismo número de átomos.

5.- La siguiente reacción tiene lugar en medio ácido: 2 4

BrOZnBrZn 

a) Ajuste la reacción iónica por el método del ión-electrón.

b) Calcule la riqueza de una muestra de Zn si 1 g de la misma reacciona con 25 mL de una disolución 0,1 M de iones BrO4.

Masa atómica: Zn = 65,4.

6.- A partir de las siguientes ecuaciones termoquímicas:

2 2

C(grafito)O (g)CO (g) ΔHº = −393,5 kJ

2 2 2

H (g) 1 2 O (g) H O(l) ΔHº = −285,8 kJ

2 6 2 2 2

2C H (g)7O (g)4CO (g)6H O(l) ΔHº = −3 119,6 kJ Calcule:

a) La entalpía de formación estándar del etano.

(2)

OPCIÓN B

1.- Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Hidróxido de antimonio (V) b) Perclorato de berilio c) Dimetil éter d) V2O5 e) H2S f) CH3CONH2.

2.- Para las moléculas CCl4 , NH3 y BeCl2:

a) Determine su geometría mediante la teoría de Repulsión de Pares de Electrones de la Capa de Valencia.

b) ¿Qué tipo de hibridación presenta el átomo central? c) Razone si esas moléculas son polares.

3.- Indique, razonadamente, si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) Para una reacción exotérmica, la energía de activación de la reacción directa es menor que la energía de activación de la reacción inversa.

b) La velocidad de la reacción no depende de la temperatura.

c) La acción de un catalizador no influye en la velocidad de reacción.

4.- Para los siguientes compuestos: CH3CH3, CH2=CH2 y CH3CH2OH:

a) Indique cuál o cuáles son hidrocarburos. b) Razone cuál será más soluble en agua.

c) Explique cuál sería el compuesto con mayor punto de ebullición.

5.- A temperatura ambiente, la densidad de una disolución de ácido sulfúrico del 24% de riqueza en peso es 1,17 g/mL. Calcule:

a) Su molaridad.

b) El volumen de disolución necesario para neutralizar 100 mL de disolución 2,5 M de KOH. Masas atómicas: S = 32; O = 16; H = 1.

6.- En un recipiente de 1 litro de capacidad, en el que previamente se ha hecho el vacío, se introducen 6 g de PCl5. Se calienta a 250 ºC y se establece el siguiente equilibrio:

5 3 2

PCl (g) PCl (g)Cl (g)

Si la presión total en el equilibrio es 2 atmósferas, calcule: a) El grado de disociación del PCl5.

b) El valor de la constante Kp a esa temperatura.

Datos: R = 0,082 atm·L·K–1·mol–1. Masas atómicas: P = 31; Cl = 35,5.

SOLUCIONES

OPCIÓN A

Pregunta 1

a) Bromuro de cadmio: CdBr2

b) Sulfato de calcio: CaSO4

(3)

d) NaOH: Hidróxido de sodio e) CF4: Tetrafluoruro de carbono

f) CH≡CCH2CH2OH: 3-butin-1-ol

Pregunta 2

a) El elemento A se encuentra situado en el periodo 3 y grupo 17 del Sistema Periódico. Es, por tanto, un no metal.

b) Un elemento que posea mayor potencial de ionización que A será su siguiente en el Sistema Periódico, que es el que se encuentra en el periodo 3 y grupo 18, cuya configuración electrónica de valencia es 3s2p6, ya que el potencial de ionización dentro de un mismo periodo aumenta hacia la derecha.

c) Un elemento que posea menor potencial de ionización que A será su anterior en el Sistema Periódico, que es el que se encuentra en el periodo 3 y grupo 16, cuya configuración electrónica de valencia es 3s2p4, ya que el potencial de ionización dentro de un mismo periodo disminuye hacia la izquierda.

Pregunta 3

Apartado a)

Para ordenar las disoluciones de menor a mayor acidez, calcularemos su pH.

 DISOLUCIÓN A: [OH−] = 10−13

 

13

pOH log OH  log 10 13

pHpOH 14 pH 14 pOH 14 13 1    

 DISOLUCIÓN B: pH = 3

 DISOLUCIÓN C: pH = 10

 DISOLUCIÓN D:

7 3

H O 10

  

 

 

7 3

(4)

Cuanto mayor sea el pH de la disolución, menor acidez poseerá, con lo cual el orden de las cuatro disoluciones, de menor a mayor acidez es: C < D < B < A

Apartado b)

Básicas (pH > 7): C Neutras (pH = 7): D Ácidas (pH < 7): A, B

Pregunta 4

Apartado a)

La afirmación es verdadera, ya que, tal y como indica la hipótesis de Avogadro: “Volúmenes iguales de gases diferentes, en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas”.

Apartado b)

La afirmación es falsa, ya que aunque en ambos casos, el número de moléculas sea el mismo, una molécula de amoniaco no tiene idéntica masa que una de oxígeno, por tanto, la masa del recipiente lleno será diferente en cada caso. Concretamente será mayor cuando esté lleno de oxígeno que cuando esté lleno de amoniaco ya que la masa molecular relativa del oxígeno molecular es 32 y la del amoniaco 17.

Apartado c)

Falso. Cada molécula de oxígeno tiene dos átomos, y cada molécula de amoniaco tiene cuatro átomos (uno de nitrógeno y tres de hidrógeno), es decir, el doble. Con lo cual, al haber el mismo número de moléculas en ambos casos, habrá más átomos cuando el recipiente esté lleno de amoniaco que cuando esté lleno de oxígeno. Concretamente, cuando esté lleno de amoniaco habrá doble número de átomos que cuando esté lleno de oxígeno.

Pregunta 5

Apartado a)

Asignamos el número de oxidación a cada elemento que aparece en la reacción:

2 4

BrOZnBrZn 

Br: Reactivos +7; Productos –1 (el Br se reduce) O: Reactivos –2

Zn: Reactivos 0; Productos: +2 (el Zn se oxida)

 Escribimos las semirreacciones de reducción y de oxidación:

(5)

OXIDACIÓN: ZnZn2

 Ajuste de los átomos que se oxidan o se reducen: (están ajustados en este caso):

REDUCCIÓN: BrO4Br OXIDACIÓN: ZnZn2

 Ajuste de los oxígenos utilizando H2O:

REDUCCIÓN: BrO4Br4H O2

OXIDACIÓN: ZnZn2

 Ajuste de los hidrógenos utilizando H+:

REDUCCIÓN: BrO48HBr4H O2

OXIDACIÓN: ZnZn2

 Ajuste de la carga eléctrica en ambas semirreacciones utilizando electrones:

REDUCCIÓN:

Carg atotal: 7 Carg atotal: 1

4 2

BrO 8H Br 4H O

 

Es necesario sumar 8 e– en el miembro de los reactivos, que es el que tiene la carga más elevada, para conseguir así rebajarla e igualarla con la carga del miembro de los productos.

4 2

BrO 8H8eBr4H O

OXIDACIÓN:

Carg a total: 2 Carg a total:0

2

Zn Zn

 

 Es necesario sumar 2e– en el miembro de los productos, que es el que tiene la carga más elevada, para conseguir así rebajarla e igualarla con la carga del miembro de los reactivos.

2

ZnZn 2e

 Ajuste de los electrones intercambiados en ambas semirreacciones (deben tener el mismo número):

REDUCCIÓN (sin modificar): BrO48H8eBr4H O2

OXIDACIÓN (multiplicada por 4): 4Zn4Zn28e

 Suma de las dos semirreacciones para obtener la reacción iónica global ajustada:

4 2

(6)

2

4Zn4Zn 8e

2

4 2

BrO8H4ZnBr4H O4Zn 

(Los electrones desaparecen ya que se compensan en ambos miembros.)

Apartado b)

Calculamos los moles de BrO4que han reaccionado:

 

3

4 4

moles BrO  M BrO  V L 0,1 0,025 2,5 10 moles 

Calculamos los moles de Zn que han reaccionado con estos moles de BrO4 utilizando la estequiometría de la reacción:

3

4 4

3

1 mol BrO 2,5 10 moles BrO

4 mol Zn x

x 2,5 10 4 0,01 moles Zn

  

 

   

Calculamos la masa de estos moles de Zn:

gramos Zn0,01 moles Zn 65, 4 g 1 mol Zn

 0,654 g

Por último calculamos la riqueza de la muestra de Zn:

masa Zn puro 0,654

%Zn 100 100 65, 4%

masa mineral 1

    

Pregunta 6

Apartado a)

La reacción de formación del etano es:

2 2 6

2C(grafito) 3H (g) C H (g) A esta reacción le llamaremos R.

Las reacciones que proporciona el enunciado como dato son:

A: C(grafito)O (g)2 CO (g)2 B: H (g) 1 2 O (g)22 H O(l)2

(7)

Intentaremos escribir la reacción R como combinación de las reacciones A, B y C. Si esto es posible, según la ley de Hess, podremos calcular la entalpía de la reacción R realizando la misma combinación con las entalpías de las reacciones A, B y C.

Se propone la siguiente combinación: R 2A 3B 1C 2

  

Comprobamos si esta combinación propuesta es correcta:

2A: 2C(grafito) 2O2(g) 2CO (g)2 3B: 3H2(g) 3 2 O (g2 ) 3H O(l)2

1 C : 2

 2CO (g)2  3H O(l)2 C H (g)2 6 7O (g)2 2

 

2 2 6

2C(grafito) 3H (g) C H (g) Se obtiene la reacción R, con lo cual la combinación propuesta es correcta.

Así pues, según la ley de Hess:

R A B C

1 1

H 2 H 3 H H 2 393,5 3 285,8 3119,6 84,6 kJ

2 2

                 

Apartado b)

Calculamos cuántos moles de etano hay en 100 g de etano:

30

1 mol etano x

2 12 6 1 g etano 100 g etano

100

x 3,333 moles etano

30

   

 

Calculamos, por último el calor liberado en la combustión de estas 3,333 moles, tomando como referencia el calor liberado en la combustión de 2 moles (reacción C):

2 moles etano 3,333 moles etano

3119,6 kJ x

3,333 3119,6

x 5198,81 kJ

2

 

 

  

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