UNIVERSIDADES PÚBLEAS DE LA COMUNIDAD DE MABRIDPRUEBA DE ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIVERS]TARIAS

OFICIALES DE GRADO

Curso 2AlÉ,-2415

MATERIA: QUíMICA Ju¡v t ¿l

INSTRUGCIONES GENERALES Y CALIFICAC6N

Después de leer atentamente todas las preguntas, el alumno deberá escoger una de las dos opcionespropuestas y responder a las cuestiones de la opción elegida-GALIFICAGIÓru: CaOa pregunta se valorará soble 2 puntos.

TIEMPO:90 minutos.

OPCIÓN A

Pregunta Al .- Considere los elementos siguientes: Ti {Z = 22) , Mn (Z = 25), Ni (Z = 281 y Zn {Z = 30) -

a) Escriba sus configuraciones electrónicasb) lndique elgrupo y el periodo a los que pertenece cada uno de los elementos,c) Justifique si alguno de ellos presenta electrones desapareados.d) Justifique sialguno de ellos conduce la electricidad en estado sólido.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Pregunta 42.- Escriba las reaceiones químicas ajustadas a las que conesponden las siguientes variacionesde entalpía estándar, incluyendo el estado de agregación de reactivos y productos. lndique si sonreacciones endotérmícas o exotérmicas.

a) AHr" propano (g) = -103,8 kJ'mofl"b)

^Hro pentaóxido de dinitmgeno (g) = 90,4 kJ'mol-1.

c) AHo*rsru66n ácido propanoico {l)= -1521kJ'mol-1.d) AHr'eteno (g) = 52,4 kJ'mol-1.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Pregunta 43.- Considere los siguientes compuestos y susvalores de ( (a 25 "C) indicados en la tabla:

a) Formule cada uno de sus equilibrios de solubilidad.b) Escriba en orden creciente, de fonna justificada, la

solubilidad molar de estos compuestos.

Puntuación máxima por apartado: 1 punto.

Pregunta A4.- Una disolución acuosa 0,2 M de metilamina tiene pH = 12.a) Escriba la reacción de disociación en agua de la metilamina.b) Calcule ef grado de disociación de la metilamina en la dísolución.c) Calcule elpH de una disolución acuosa de hidroxido de potasio 0,2 M.ci) A partir de los resultados anterieres, jusüfique si la metilamina es una base fuerte o débil,

Puntuación máxima por apartado: ü,5 puntos.

Pregunta A5.- Se preparan dos cubetas electrolíticas conectadas en serie que contienen disolucionesacuosas, la primera con 1 L de nitrato de zinc 0,50 M y la segunda con 2 L de sulfato de aluminio 0,20 M.

a) Formule las sales y escriba las reacciones que se producen en el cátodo de ambas cubetaselectrolíticas con elpaso de la caniente eléctrica.

b) Sabiendo que en el cátodo de la segunda se han deposihdo 5,0 g del metal correspondiente tras t h,calcule la intensidad de coniente que atraviesa las dos cubetas.

c) Calcule los gnamos de rnetal depositados en el cátodo de la primera cubeta en el rnismo periodo detiempo.

d) Transcunido dicho tiempo, ¿cuántos moles de cada catión perrnaneüen en disolución?Datos. F = 96485 C. Masas atómieas: N = 27 ,ü;Zn- 65,4.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Sulfato de bario K- = 'l 1x1O-10..s

Sulfuro de cadmio K = 8,0x10-28

Hidróxldo de hierro(ll) K = 1,0x10-16

Carbonato de calcio G = 8,7t10-e

OPC1ON B

Pregunta E}1.-Ajuste las siguientes reacciones redox en sus formas iónica y molecular, especificando encada caso cuáles son las semirreacciones de oxidación y reducción:a| Rñrz0z + Hl -+ Kl + Crl3 + lz+ HzOb) KBr+ HzSO¿ * KzSO+ + Br"z + S02 + H2O

Puntuación máxima por apartado: 1 punto.

Pregunta B,2.- Para la reacción entre gases A + B ---+ C + D, cuya ecuación cinética o "ley de velocidad" es

v = k'[A]', justifique cómo varía la velocidad de reacción:a) AIdísminuír elvolumen delsistema a la mitad, a temperatufz¡ constante.b) Al aumentar las concentmciones de los productos C y D, sin modificar el volumen del sistema.c) Al utilizar un catalizador.d) Al aumentar la ternperatula.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Pregunta B3.- Para el compuesto 2-metil-2-buteno:a) Escriba su fórmula semidesarrollada.b) Formule y nombre dos compuestos de cadena abierta que sean isómeros de é1.

c) Escriba la reacción del citado comp;esto con ácido clorhíddco, nombre el producto mayoritario e indiquequé tipo de reacción es.

d) Escriba la reacción de obtención del compuesto del enunciado a partir de un alcohol.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Pregunta E}4.- En un recipiente cenado de 10 L, que se encuentra a 305 K, se intrcducen 0,5 mol de NrOo (g).Este gas se descompone parcialmente según Ia reacción NzO+ (g) 5 2 NO2 (g), cuya constante de equilibrio §es 0,25 a dicha temperatum.

a) Calcule elvalor de la constante de equilibrio &.b) Determine las fracciones rnolares de los componentes de la mezcla en elequilibrio.c) Calcule la presión totatren el recipiente cuando se ha aleanzado el equilibrio.

Dato. R = 0,082 atm. L.mol-1.1(1.

Puntuación máxima por apartado; 0,5 puntos apartados a) y c); 1 punto apartado b).

Pregunta 85.- Para la reacción: 2 NH3 (g) + 5/2 Oz (g)---+ 2 NO {g) + 3 H2O (l):a) Calcule la entalpía estándarde la reacción. lndique sila reacción es exotérmica.b) Predíg elsigno de la entnopía y justifique en qué condiciones de tempenatuna la reaccién es espontánea.c) Calcule la masa (en kg) de NO que se prod¡ce en Ia cornh¡stión de 1 kg de arnoniaco.

Datos. AHf ikJ'mof1¡: NH. (g) = -46,19; NO(g) = S,29; HrO (l} =-285,8. Masas atómicas: H = 1; N = 14;O= 16.

Puntuación máxima por apartado: 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartado c).

JUNIO 2015

Pregunta Al.- Considere los elementos siguientes: Ii 12 = 22), Mn (Z = 25), Ni (Z =28) y Zn (Z = 30).

a) Escriba sus conf¡guraciones electrónicas.b) lndique el grupo y el periodo a los que pertenece cada uno de los elementos.

c) Justifique sialguno de ellos presenta electrones desapareados.d) Justifique si alguno de ellos conduce la electricidad en estado sólido.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

a) Ti (z=22):1s22s22p6 3s2 3p6 4s2 3d2

Mn (Z=25)' 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5

Ni (Z=29)' 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8

zn{z=3a)' l* z* 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1o

b) Los cuatro elementos son metales de transición y los cuatro pertenecen al periodo 4

Grupos: Ti, grupo 4Mn, grupo 7

Ni, grupo 10

Zn, grupo 12

c) Según el principio de máxima multiplicidad, los electrones se colocan en orbitalesdegenerados de tal forma que ocupen el máximo de orbitales.El Ti tiene dos eleclrones en orbitales d, que se coloc¿rán en dos orbitales, tiene 2electrones desapareados-El Mn tiene 5 electmnes que ocuparán los 5 orbitales d, tiene 5 electronesdesapareados.El N¡ tiene I electrones en orbitales d, por lo que tendrá sólo 2 elec{ronesdesapareados.El Zn tiene 10 electrones, que llenarán los 5 orbitales d, no tiene electronesdesapareados.

d) Todos son metales, luego todos conduciÉn la electricidad en estado sólido por

tener electrones que se pueden mover libremente.

Pregunta A2.- Escriba las reacciones químicas ajustadas a las que corresponden las

siguientes variaciones de entalpía estándar, incluyendo el estado de agregación de

reactivos y productos. lndique si son reacciones endotérmicas o exotérmicas.

a) AHio propano (g) = -tOg,g kJ'mol-1.

b) AHro pentaóxido de dinitrógeno (g) = 90,4 kJ'mol-1.

c) AHo combustión ácido propanoico (l) = -1527 kJ'mol-1.d) AH¡oeteno (g) = 52,4 kJ'mol-1.Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

a) 3C (s) + 4Hz (g) ---+ CftCHzcH¡ (g), exotérmica ya que AH < 0

b) Nz (g) + 5l2oz (g) -- Nzos (9), endotérmica ya que AH > 0

c) CHTCHz-COOH +712Oz ---+ 3COz (g) + 3H2O (|}- exoténnica ya que AH < 0

d) 3c (s) + 2Hz €) -* CH2=g¡1, (9), endotérmica ya que AH > 0

Pregunta A3.- Considere los siguientes compuestos y sus valores de Ks (a 25 "C)indicados en la tabla:a) Formule cada uno de sus equilibrios de solubilidad.b) Escriba en orden creciente, de forma justificada, la solubilidad molar de estos

compuestos.Puntuación máxima por apartado: 1 punto.

Sulfato de bario K.= 1.1r10-'!

Sulfuro de cadmio K, = §,Qx'l $-:;

Hidróxido de hierroiil) K, = 'l ,$x I $-1t

Carbonato de caIcio K. = $./xl$-i

a)

b)

BaSO¿ 5 Ba2* (ac) + SO42- (ac)

CdS 5 Cd2* lac) + S2- (ac)

Fe(OH)z 5 Fe2* (ac¡ + 2OH (ac)

CaCOs 5Ca2* (ac) + Co32- (ac)

BaSO4 5 Ba2* (ac1+ SO42- (ac)

Ks= ¡Ba2*1.[so]-] = "'CdS 5 Cd2* (ac) + S2- (ac)

s= vkE= jt,t . 1O-10 = 1,05 . 10-5 mol/L

6r= [co'.].["t] = r'f*

s = vffi = {8 10-28 = 2,83 .10-14 molll

Fe(OH)z 5 Fe2* (ac) + 2OH (ac)

Ks= [Fe2*]. [on-]'=s . (2s)2 = 4 s3 s =iEo tt " = 2,92" 1o-6 mot/L

CaCO¡ 5 Ca2* (ac) + CO32- (ac)

6'=[c"'*]'[co]l="' s=.,ffi= rñ;=9,33 - 1o-s mor/L

s (CdS) < s (Fe(OH):) < s (BaSO4) < s (CaCO3)

Pregunta A4.- Una disolución acuosa 0,2 M de metilamina tiene pH = 12.

a) Escriba la reacción de disociación en agua de la metilamina.b) Calcule el grado de disociación de la metilamina en la disolución.

c) Calcule el pH de una disolución acuosa de hidróxido de potasio 0,2 M.

d) A partir de los resultados anteriores, justifique si la metilamina es una base fuerte odéb¡t.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

a) CHs- NH2 + HzO 5 CHs- NH¡ + OH-

b)

CH¡- NHe + HzO 5 CHs- NH¡ + OH-

cs 0,2ceq 0,2 (1 - u)

pOH=14-pH=14-12=2

2 = - log [oH ] [on1 = 0,01 M

0,01 =0,2cr cr=0,05

0,2 a 0,2 ct

c) El hidróxido de potasio es una base fuerte, que se disocia completamente.

KOH - K'+ OH

[On1= 0,2 M pOH = - tog [OH]- - Iog 4,2=4,7

pH=14-pOH=13,3

d) La metilamina es una base débil, tiene un grado de disociación hajo. A igualconcentración que la disolución de KOH, la de metilamina tiene un pH menor, es

meno§ básica.

ili'egr*r:ta ,{5.- Ss prBpE:er dos e r:n*1.=§ *i*§tr*iíiÍ*a* e**::*ta.ria* er-: -.?r;s que

***tier'¡*n r.f¡saluci*n*:$ fi+Lr*$;Js, ia ür!r¡*r* t:*r J i- C* fiitr*t* d* ;iitr¿: ii,*i3 trtfr y ias*sunri¿, ,-*i .. L tle sxilat,: #* e::lí'r1i*i* *,:* :-.i:.

,-, r...*t"-'i¿l- *ái,:¡ v'*¡ü,'ii;';;¿,;;4C.,,,:;§i iue Jrl yii-L;t*f; sii üi CCie.j.: ie;:i:bASL;;J¿l;; *;;..;,;ii:1:;"-:': j.a,,'; :.,i-ii;u ;u :# "1 ,;,-ii, i+ oi¿i.i,';üá.b] §abi*niiü qli* *r: *i eát*d* eÉe l* **gunei* se hsft #*pos!t*d* 5,* g d'=l metatr*ru-*sp*n*!*r:t* tras '1 h, c*ie*i+ ia i¡:i,:**i¿**d ** r*i¡'i*r.iie qu* *traviesa las ü*se Llb*ié§.

e) C*i*uie ic;.Jran¡.rs de ¡-r:*i*l d*p*git*#*s er: gi c¡ái*** ds !* cr!ñl-.-i.*!.'-,++.. +!'i *i; .-* ;;;';;;;;;;;;

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r:j T¡*¡¡*,;*¡rrid* die hc iisr":¡** ¡ c*aár:?*s m*ies *i* ***m c*ti*¡¡ Fei ríiárr**** €n

d!seluci**?üat*s. F = -ü*;j.fif, {l i'"les*; et¡¡;.;.;si ti = 27 *,.In= S5,'4.

Fur:tua*i*n m:áxrma p*r sp*rtaeie: *,5 Fr¡nt*s.

_-1

En la primera cubeta el nitrato de einc Zn (NOs)z estará disociado:

Zn(NOo):-Zn2*+2NO¡

En el cátodo se produce la reducción de los iones Zn2*

zn:*+2e--zn

En la segunda cubeta el sulfato de aluminio Al2 (SO4)3 estará disociado:

Al2(SO4)3 * 2 Al3* + 3 SOq2-

En el cátodo se produce la reducción de los iones Al3*

Al3*+3e--Al

b) Aplicando la ley de Faraday para la electrolisis:

mru=-MAI.|.|e- '96485

5 .3.96485

'= ,7.ruoo = 14'89 A

Como las cubetas están en serie, la intensidad que atraviesa ambas será la misma.

c) En el cátodo de la primera cubeta:

rrz- = *.! ,' ,! - 65'4-11'-8-9--3600

= 18,17 9'Ln e-'96485 2.96485

d) Los moles que quedan en disolución son los que había inicialmente menos los

depositados en los cátodos.

En la primera cubeta:

Zn (NO3)2 - Zn2* + 2 NO¡ n0zn2* = 0,5 mol

1 molñ depositados= 18,17 g .

653 g= 0,28 mol

ñcjisorución = 0,5 - 0,28 = A,22 mol Zn2*

En la segunda cubeta:

Al2 (so4)3 - 2 Al3* + 3 so¿2- no(nl3*)= 2L .0'2 moriq?(so4)3 j;ffiLft= 0,8 mol

l molff depositados= 5 g .

27 g= 0,18 mol

ndisorución = 0,8 - 0,18 = 0,62 mol Al3*

OPCION B

Pregunta B1.- Ajuste las siguientes reacciones redox en sus formas iónica y molecular,especificando en cada caso cuáles son las semirreacciones de oxidación y reduccion:a) KzCrzOt + Hl -+ Kl + Crl¡ + l: + HzO

b) KBr + HzSO¿--- K2SOa + Btz+ SO2 + ¡rgPuntuación máxima por apartado: 1 punto.

a) Reducción: Cr2O72- + 14 H* + 6 e- --+- 2 CP + 7 HzAOxidación: 3 (2,''-- lz+ 2 € I

Reacción iónica global:

C¡ñtz- + 14H* + 6 l- --+ 2 Cf. + 7 HzO + 3 lz

Reacción molecular global:

K2Cr2O7+'l4Hl ---+ 2 Cr l¡ + 7 HzO + 3 lz + 2 Kl

b) Reducción: SOa2- + 4H* +2e --- SOz + 2HzA

Oxidación: 2 Br -- Br2 + 26-

Reacción iónica global:

SOa2-+ 4H* + 2Br --* SO2+ 2H2O + Br2

Reacción molecular global:

2 H2SO4+ 2KBr - SOz + 2HzO + Brz+ K§O+

Dra¡, rnla DC Dara la raa»iAn an{ra ¡a¡aa A r D - ñ r f't iÁa ¡iaA+iaa arrgyurttq9L.-fqtatqrsqgvrvrrErrrt9YqosDñ¡u-vtv,w\¿jasgsqvrvrrvilrglrvgu

'iey de velocidad" es v = k.[A]', jusiifique cómo varía Ia velocidad de reacción:a) Al dism¡nuir el volumen del sistema a la mitad, a temperatura constante.b) Al aumentar las concentraciones de los productos C y D, sin modificar el volumendel sistema.c) Al utilizar un catalizador.d) Al aumentar la temperatura.Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

a) Al disminuir el volumen del s¡sfiema a la mitad, a temperatura constante, se duplicala concentrac¡ón de todos los reacfivos incluyendo A, por lo que según la ecuacióncinética la velocidad se multiplicará por cuatro.b) Las concentraciones de productos C y D no afectan a la velocidad de reacción, porlo que la velocidad no variará.c) El catalizador vanaÍá la velocidad, s¡ es positivo aumentará la velocidarl, y s¡ esnegativo o inhibidor la disminuirá.d) Al aumentar la temperatura, según la ley de Anhenius k = A e-Ea/Rr aumentará laconstante de velocidad y por tanto también lo hará la veloc¡dad de la reacción.También se puede expl¡car mediante la teoría de las colisiones. Al aumentar la

temperatura aumenta la velocidad media de las partículas y con ello el número dechoques eficaces y Ia velocidad.

Pregunta 83.- Para el compuesto 2-metil-2-buteno:a) Escriba su fórmula semidesarrollada.b) Formule y nombre dos compuestos de cadena abierta que sean isómeros de é1.

c) Escriba la reacción del citado compuesto con ácido clorhídrico, nombre el producto

mayoritario e indique qué tipo de reacción es.

d) Escriba la reacción de obtención del compuesto del enunciado a partir de un

alcohol.Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

a) CHa-C(CH¡)=CH-CH.

b) Para que sean isómeros tienen que tener la misma ñrmula molecular CsHro

CHo-CH=CH-CHTCH¡ Pent-2-eno {2-penteno)

CH3-CH2-CHTCH=CHz Pent-1-eno(1-penteno)

e) CH$C(CHs)=CH-CH¡ + HCI * CHTCCI(Cru)-CHrCH3 + Cru-CH(CH3)-CHCLCH3

2-cloro-2-metilbutan o(mayoritario)

Es una adición al doble enlace C=C. El pmducto mayoritario lo determina la regla deMarkovnikov: la parte más elec'tronegdiva del reactivo (CD se adicionamayoritariamente al carbono del doble enlace que tiene menor número de hidrógenos.

d) Se puede obtener por deshidratación con ácido sutfririco de un alcohol, por ejemplo:

CHrCH(CHs)-CHOH-CH3 * GH3.C(CH.¡=69-SHg + HzO

Pregunta 84.- En un recipiente cerrado de 10 L, que se encuentra a 305 K, se

introducen 0,5 mol de NzO¿ (g). Este gas se descompone parcialmente según lareacciÓn NzOq (9) - 2 NOz (g), cuya constante de equilibrio Kp es 0,25 a dichatemperatura.a) Calcule el valor de la constante de equiiibrio Kc.

b) Determine las fracciones molares de ios componentes de la mezcla en el equilibrio.c) Calcuie la presión totalen el recipiente cuando se ha alcanzado el equilibrio.Dato. R = 0,082 atm.L.mol-1'K-1.Puntuación máxima por apartado; 0,5 puntos apartados a) y c); 1 punto apartado b).

a)

NO¿(9) 5 2NOz

n¡ 0,5

nee 0,5-x 2x

Kc = Kp (Rr;-an = 0,25 (0,082 .305)-1 = 0,01

b) Calculamos el número de moles de cada uno en el equilibrio:

w-azli G6)' ltc;"t =

livr-onT= ¡E;;= iñ'¡-610

0,01.10.(0,5-x)=4x2

4x2+0,1 r-0,05=0

x = 0,Lmol

Fracción molar:

n¡,t.o^ 0,5-r 0,4xNroa= ;= qs - )c +2x= ó;= 0,67

TL¡to- 2x 0,2xuor-- ;= o,s-x+zx= a,6=

0,33

c) Utilizando la ley de los gases ideales:

n- RT 0.6.0.082 .305Pr =:j, :

--

: L,5 atm

Pregunta 85.- Para la reacción: 2 NHa (g) + 5/2 Oz (g) - 2 NO (g) * 3 H2O (i):

a) Calcule la entalpía estándar de la reacción. lndique si la reacción es exotérmica.b) Prediga el signo de Ia entropía y justifique en qué condiciones de temperatura lareacción es espontánea.c) Calcule la masa (en kg) de NO que se produce en la combustión de 1 kg deamoniaco.

Datos. AHf (kJ'mol-1¡: NH, (g) = -¿0,19; NO (g) = 90,29, HeO (l) = -28S,e. Masasatómicas: H ='1, N = 14; O = 16.

Puntuación máxima por apartado: 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartadoc).

a)

aHo = 2 LHf (No) + 3 aHf (ff2 o) - zAHf (NH3)

AIlo = 2.9A,29 +3 (-285,8) - Z(-46,\9) = -58+,44kJ

La reacción es exotérmica, ya que AHG < 0

b) El número de moles en estado gaseoso disminuye de los reactivos a los productos.Disminuye la entropia, el sistema se ordena, AS < 0.

Para que la reacción sea espontánea, AG <0, AG = AH - T ^S,

como tanto lH comoAS son negativos, AG será negat¡va a temperaturas bajas. La reacción es espontáneaa temperaturas bajas.

c) Utilizando factores de conversión:

Tmol NH, 2molNO 30gNO Lk.qNOm(NO)= 10009NHu'-=---::j ';=i

-=l,76kg' '- 17gNl13 2mol NH3 TmolNO 1000gNO