solución al examen 3 de química de selectividad

SOLUCIÓN AL EXAMEN 3 DE QUÍMICA
DE SELECTIVIDAD DE 2007
OPCIÓN A
1. a) CdBr2 ; b) CaSO4 ; c)
carbono ; f) 4-Hidroxi-2-butino.
O2N
NO2
; d) Hidróxido sódico ; e) Tetrafluoruro de
2. a) Es un no metal porque tiene un alto potencial de ionización y una gran
afinidad electrónica. Con un electrón más en su capa de valencia la completaría y le
daría gran estabilidad de ahí que sea considerado un no metal.
b) A- (3s2p6), y cualquier otro elemento que tenga una configuración electrónica
externa igual, tendría un mayor potencial de ionización porque tendría la capa de
valencia completa, siendo más estable y más difícil, por lo tanto, ionizarlo.
c) B (3s2) tendría menor potencial de ionización porque su capa de valencia está
muy poco ocupada y el átomo se vería estabilizado si pierde los electrones que tiene
en ella.
3. a) C < D < B < A. (Hay que tener en cuenta que el dato de la disolución A puede
llevar a equivocación porque viene dado en función de la concentración de especies
OH-).
b) A es ácida porque su pH < 7. Si calculamos el pOH = -log [OH-] = 13. La suma
del pH y el pOH ha de ser 14, por lo que pH = 1. La disolución B también es ácida
porque su pH es menor que siete. C es básica porque tiene un pH mayor que siete. D
es neutra porque su pH = -log [H3O+] = 7.
4. a) VERDADERO. Si el recipiente es el mismo y la temperatura y la presión
también, la cantidad de moléculas ha de ser igual. No varían ninguna de las tres
variables termodinámicas P, V y T: PV/T = nR. Como R es constante el número de
moles de ambos gases ha de ser el mismo.
b) FALSO. Aunque el número de moles sea el mismo la masa molecular de
ambos compuestos no lo es, por lo que sus masas no serán iguales.
c) FALSO. Contienen, como hemos dicho, las mismas moléculas pero no ocurre
lo mismo con los átomos porque cada molécula está compuesta por un distinto
número de átomos. Habrá el doble de átomos en el caso del NH3, que cada molécula
está formada por cuatro átomos, que en el caso del O2, donde cada molécula está
formada por sólo dos átomos.
5. BrO4- + Zn → Zn2+ + Br-
1
BrO-4 + 8H+ + 8e- → 4H2 O + Br - 
+
2+
a)
 ⇒ BrO4 + 4 Zn + 8 H → Br + 4 Zn + 4 H2O
0
2+
4 Zn → 4 Zn + 4 ⋅ 2 e

b)
1L
0,1moles de BrO-4
25 mL ⋅ 3
= 2,5 ⋅10-3 moles de BrO-4
⋅
10 mL
1L
1 mol de BrO-4
2,510-3 moles de BrO-4
=
= 0,01 moles de Zn
4 moles de Zn
x
65,4 g de Zn
= 0,654 g de Zn
0,01 moles de Zn ⋅
1 mol
1 g de muestra 0,654 g de Zn
=
→ 65,4%
100%
x
6. Es un problema en el que hemos de aplicar la ley de Hess.
a) Lo primero que debemos tener claro es cómo escribir la reacción de
formación del etano: 2C (s) + 3H2 (g) → C2H6 (g) Ahora hemos de combinar las
reacciones que nos dan para lograr obtener nuestra reacción “objetivo”:
x(2)
2C (s) + 2O2 (g) → 2CO2 (g)
x(3)
3H2 (g) +
x(- 1 2 )
3
2
(x2) ∆H10 = -787 kJ
O2 (g) → 3H2 O(l)
(x3) ∆H02 = -857,4 kJ
2CO2 (g) + 3H2 O (l) → C2H6 (g) +
2C(s) + 3H2 (g) → C2H6 (g)
7
2
O2 (g)
x(- 1 2 ) ∆H03 = 1559,8kJ
∆H0f = -84,6kJ
b) Si tenemos en cuenta la reacción de combustión que nos da el enunciado del
problema:
1 mol C2H6
100 g C2H6 ⋅
= 10 3 moles C2H6
30 g C2H6
2 moles C2H6
=
-3119,6 kJ
10
3
moles C2H6
⇒ x = -5200 kJ
x
OPCIÓN B
1. a) Sb(OH)5 ; b) Be(ClO4)2 ; c) CH3-O-CH3 ; d) Óxido de vanadio (V) ; e) Ácido
sulfhídrico (o sulfuro de hidrógeno) ; f) Etanamida.
2
2. a) En el contexto de esta teoría los pares de electrones que rodean al átomo
central han de disponerse lo más alejado posible unos de otros.
CCl4: El C es el átomo central y tiene cuatro electrones en su capa
de valencia. Como forma cuatro enlaces con los átomos de Cl, los
cuatro pares de electrones que lo rodean han de disponerse formando
un ángulo de unos 109º, con lo que la molécula presenta geometría
tetraédrica.
NH3: El N tiene cinco electrones en su capa de valencia y forma tres enlaces con
los átomos de hidrógeno. Esto significa que hay un par de electrones del N que no
está compartido. En total son cuatro pares de electrones los que se
tiene que distribuir alrededor del átomo central y los harán
colocándose en los vértices de un tetraedro. Pero el par de electrones
sin compartir no forma parte de la geometría de la molécula por lo que su geometría
será de pirámide trigonal.
BeCl2: Esta molécula tiene como átomo central a un átomo que sólo tiene dos
átomos en su capa de valencia. Forma dos enlaces con sendos
átomos de cloro por lo que se dispondrán formado un ángulo
de 180º. La geometría de esta molécula es lineal.
b) CCl4: La hibridación del C es sp3 para formar cuatro orbitales híbridos en los
que alojar los cuatro pares de electrones de los cuatro enlaces.
NH3: La hibridación del N es sp3 también porque son cuatro los pares de
electrones que han de alojarse en los orbitales híbridos; los tres de los enlaces y el
par de electrones solitarios.
BeCl2: La hibridación del Be es sp porque sólo son dos los pares de electrones
que ha de alojar.
c) CCl4: Molécula apolar aunque sus cuatro enlaces C-Cl sean polares. Esto se
debe a que la suma de los momentos dipolares es nula: ∑ µ=0
NH3: Molécula polar porque tiene un par de electrones sin compatir, lo que
provoca momento dipolar resultante distinto de cero.
BeCl2: Molécula apolar. Al igual que antes, sus enlaces son polares pero la suma
de los momentos dipolares es nula.
3. a) VERDADERO. Las reacciones exotérmicas se caracterizan porque la
energía de los reactivos es mayor que la de los productos. Como la energía de
activación de un proceso es la diferencia de energía entre los reactivos o productos
y la del estado de transición, y la energía del estado de transición es siempre mayor
que ambas energías, el salto energético correspondiente entre la energía de los
3
reactivos y la del estado de transición será menor que el que hay entre la energía
de los productos y la del estado de transición.
b) FALSO. Depende, y mucho, de la temperatura. La velocidad de un proceso
depende de la concentración de los reactivos y de “k”, constante de velocidad, que
tiene la siguiente forma: k = A ⋅ e -E/RT Como se puede ver, la parte exponencial de
esta ecuación depende de la temperatura, por lo que el valor del “k” dependerá
mucho de ésta. También depende de T el factor preexponencial, aunque en menor
medida.
c) FALSO. Los catalizadores no afectan al equilibrio de la reacción pero sí a la
cinética de ésta. Lo hacen influyendo sobre la energía de activación del proceso.
4. a) CH3-CH3 y CH2=CH2
b) CH3-CH2OH La presencia del átomo de oxígeno le confiere carácter polar a la
molécula, lo que la hace más soluble en agua.
c) CH3-CH2OH Al ser una molécula polar las fuerzas intermoleculares del
compuesto son mayores, siendo mayores las fuerzas de cohesión. Esto provoca que
aumente el punto de ebullición con respecto a los otros compuestos.
5. a) Para poder calcular la molaridad es necesario un volumen determinado.
Como el enunciado no fija un volumen, podemos elegir qué dato vamos a fijar. Lo
hacemos con un litro de disolución para simplificar los cálculos:
1,17 g de D
x
=
; x = 1170 g de D
3
1 mL
10 mL
100 g de D → 24 g de H2SO 4 
 ⇒ 280,8 g de H2SO 4
1170 g de D → x

1mol
280,8 g de H2SO 4 ⋅
= 2,87 moles de H2SO 4
98 g de H2SO 4
Como fijamos un volumen de un litro de disolución, la concentración será 2,87 M
b) La neutralización se producirá cuando haya el mismo número de moles de una
especie que de otra. Debemos calcular el número de moles de iones OH- que hay en
el volumen de KOH que nos indican:
2,5 moles de KOH
x
=
; x = 0,25 moles de KOH
3
2
10 mL de D
10 mL de D
Necesitaremos, por tanto, el mismo número de moles de H+ para lograr la
neutralización. Como el ácido sulfúrico es un ácido diprótico, sólo necesitaremos la
4
mitad de moles de H2SO4 para que, al disociarse, nos dé los 0,25 moles de H+
necesarios para la neutralización.
2,87 moles de H2SO 4
0,125 moles de H2SO 4
=
⇒ 43,5 mL de H2SO4
3
10 mL
x
6. Vamos a escribir el equilibrio y los datos que nos dan en el enunciado:
PCl5 (g)
⇌ PCl3 (g) + Cl2 (g)
6 g PCl5 ⋅
i: 0,029
eq: 0,029(1-α )
n0α
n0α
1 mol
( 31 + 5 ⋅ 35,5 )
g PCl5
= 0,029 moles PCl5
a)
PT ⋅ VT
=
R⋅T
2 atm ⋅1 L
= 0, 047 moles
atm ⋅ L
⋅ 523 K
0,082 ⋅
mol ⋅ K
n T = 0,029(1-α ) + 0,029 ⋅ α + 0,029 ⋅ α = 0, 029 (1+ α )
PT ⋅ VT = n T ⋅ R ⋅ T → n T =
0,029 (1+α ) = 0,047 →
α = 0,62 ⇒ 62%
b)
KP =
PPCl3 ⋅ PCl2
PPCl5
nPCl3 nCl2
⋅
⋅ PT
x PCl3 ⋅ PT ⋅ x Cl2 ⋅ PT
nT nT
nPCl3 ⋅ nCl2 PT
=
=
=
⋅
nPCl5
nPCl5
nT
x PCl5 ⋅ PT
nT
0,0182 2 atm
⋅
KP=
= 1,25 atm
0,011 0,047
5