Documento 203639

SOLUCIONARIO A LAS PRUEBAS DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD
PROPUESTAS POR LAS UNIVERSIDADES ANDALUZAS
Departamento de Economía Financiera y Contabilidad de Melilla
QUÍMICA
PRUEBA DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD
QUÍMICA (2011)
CEUTA Y MELILLA
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 ( nº 1,2,3 y 4) hasta 1,5 puntos cada una. Problemas
(nº 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) Óxido de níquel (III) b)
Hidróxido de estroncio c) Nitrobenceno d) PbBr2 e) Zn(NO2)2 f)
CH2=
CHCH2CH2CH3
2.- a) Escriba las configuraciones electrónicas de los átomos de Na y Mg.
b) Justifique por qué el valor de la primera energía de ionización es mayor para el
magnesio que para el sodio.
c) Justifique por qué el valor de la segunda energía de ionización es mayor para el
átomo de sodio que para el de magnesio.
3.- Al calentar yodo en una atmósfera de dióxido de carbono, se produce
monóxido de carbono y pentóxido
I2 (g) + 5 CO2 (g) ⇆ 5 CO (g) + I2O5 (s)
∆H = 1.175 kJ
Justifique el efecto que tendrán los cambios que se proponen:
a) Disminución del volumen sobre el valor de la constante Kc
b) Adición de I2 sobre la cantidad de CO
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c) Reducción de la temperatura sobre la cantidad de CO2
4.- Dada la siguiente transformación química:
CH ≡ C – CH2 – CH3 + x A → B
Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) Cuando x = 2 y A = Cl2 el producto B presenta isomería geométrica.
b) Cuando x = 1 y A = H2 el producto B presenta isomería geométrica.
c) Cuando x = 1 y A = Br2 el producto B presenta isomería geométrica.
5.- A 25ºC una disolución acuosa de amoniaco contiene 0’17 g de este compuesto
por litro y se encuentra disociado en un 4’3 %. Calcule:
a) La concentración de iones hidroxilo y amonio.
b) La constante de disociación.
Masas atómicas: N = 14; H = 1.
6.- En disolución acuosa el ácido sulfúrico reacciona con cloruro de bario
recipitando totalmente sulfato de bario y obteniéndose además ácido clorhídrico.
Calcule:
a) El volumen de una disolución de ácido sulfúrico de 1’84 g/mL de densidad y 96
% de riqueza en masa, necesario para que reaccionen totalmente 21’6 g de
cloruro de bario.
b) La masa de sulfato de bario que se obtendrá.
Masas atómicas: H = 1; O = 16; S = 32; Ba = 137’4; Cl = 35’5.
OPCIÓN B
1.- Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Ácido hipobromoso
b) Hidróxido de cobre (II) c) Ácido 2-aminopropanoico d) CaO2 e) NaHCO3
f) CH2= CHCH2CHO
2.- a) ¿Cuál es la masa, expresada en gramos, de un átomo de calcio?
b) ¿Cuántos átomos de cobre hay en 2’5 g de ese elemento?
c) ¿Cuántas moléculas hay en una muestra que contiene 20 g de tetracloruro de
carbono?
Masas atómicas: C = 12; Ca = 40; Cu = 63’5; Cl = 35’5.
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3.- En la tabla siguiente se indican los potenciales estándar de distintos pares en
disolución acuosa
a) De estas especies, razone: ¿Cuál es la más oxidante? ¿Cuál es la más
reductora?
b) Si se introduce una barra de plomo en una disolución acuosa de cada una de
las siguientes sales: AgNO3, CuSO4, FeSO4 y MgCl2, ¿en qué casos se depositará
una capa de otro metal sobre la barra de plomo? Justifique la respuesta.
4.- Al disolver en agua las siguientes sales: KCl, NH4NO3 y Na2CO3, justifique
mediante las reacciones correspondientes qué disolución es:
a) Ácida.
b) Básica.
c) Neutra.
5.- La reacción utilizada para la soldadura aluminotérmica es:
Fe2O3 ( s) + 2 Al (s)
Al2O3 (s) + 2 Fe (s)
a) Calcule el calor a presión constante y el calor a volumen constante
intercambiados en condiciones estándar y a la temperatura de la reacción.
b) ¿Cuántos gramos de Al2O3 se habrán obtenido cuando se desprendan 10000 kJ
en la reacción?
Datos: ΔHºf Al2O3 (s) = −1675’7 kJ/mol, ΔHºf Fe2O3(s) = −824’2 kJ/mol.
Masas atómicas: Al = 27; O = 16.
6.- En un recipiente de 2 L se introducen 2’1 mol de CO2 y 1’6 mol de H2 y se
calienta a 1800 ºC. Una vez alcanzado el siguiente equilibrio:
CO2 (g) + H2 (g)
CO (g) + H2 O (g)
Se analiza la mezcla y se encuentra que hay 0’9 mol de CO2. Calcule:
a) La concentración de cada especie en el equilibrio.
b) El valor de las constantes Kc y Kp a esa temperatura.
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SOLUCIÓN DE LA PRUEBA
OPCIÓN A
1
Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Óxido de níquel (III) b) Hidróxido
de estroncio c) Nitrobenceno d) PbBr2 e) Zn(NO2)2 f) CH2= CHCH2CH2CH3
a) Óxido de niquel (III) : Ni2 O3
b) Hidróxido de estroncio: Sr (OH)2
c) Nitrobenceno:
d) PbBr2 : Dibromuro de plomo o bromuro de plomo (II)
e) Zn(NO2)2: Nitrito de zinc
f) CH2= CHCH2CH2CH3 : pent-1-eno
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a) Escriba las configuraciones electrónicas de los átomos de Na y Mg.
b) Justifique por qué el valor de la primera energía de ionización es mayor para el
magnesio que para el sodio.
c) Justifique por qué el valor de la segunda energía de ionización es mayor para el
átomo de sodio que para el de magnesio.
a) Na 1s2 2s2 2p6 3s1
Mg 1s2 2s2 2p6 3s2
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b) La primera energía de ionización o primer potencial de ionización EI se
define como la energía necesaria para arrancar el electrón más externo de
un átomo en estado gaseoso. Aunque los dos elementos tienen sus
electrones de su última capa en n=3 , el magnesio tiene mayor número
atómico (mayor número de protones) por lo que la atracción del núcleo será
mayor y por tanto la primera energía de ionizacion del Mg será mayor que
la del Na.
c) Será mayor la del Na porque al quitarle un electrón adquiere configuración
de gas noble mucho más estable y es más difícil arrancar un electrón.
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Al calentar yodo en una atmósfera de dióxido de carbono, se produce monóxido
de carbono y pentóxido de
I2 (g) + 5 CO2 (g) ⇆ 5 CO (g) + I2O5 (s)
∆H = 1.175 kJ
Justifique el efecto que tendrán los cambios que se proponen:
a) Disminución del volumen sobre el valor de la constante Kc
b) Adición de I2 sobre la cantidad de CO
c) Reducción de la temperatura sobre la cantidad de CO2
a) la constante Kc solo varía al cambiar la temperatura, un cambio de volumen
no le afecta.
b) Al aumentar la cantidad de I2 la reacción tendería hacía los productos para
contrarrestar el efecto y mantener Kc constante según el principio de Le
Châtelier aumentando la concentración de CO.
c) La reacción es endotérmica por lo que una reducción de la temperatura
desplazaría la reacción hacia los reactivos para mantener constante Kc
según el principio de Le Châtelier y aumentaría la concentración de CO2
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Dada la siguiente transformación química:
CH ≡ C – CH2 – CH3 + x A → B
Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) Cuando x = 2 y A = Cl2 el producto B presenta isomería geométrica.
b) Cuando x = 1 y A = H2 el producto B presenta isomería geométrica.
c) Cuando x = 1 y A = Br2 el producto B presenta isomería geométrica.
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a) Si x=2 y A es Cl2 tendríamos la siguiente reacción:
CH ≡ C – CH2 – CH3 + 2 Cl2 → CHCl2 – CCl2 – CH2 – CH3
El compuesto formado , 1,2 tetraclorobutano, no presenta isomería al tener enlace
simple.
b) Si x=1 y A= H2 se formaría el siguiente compuesto:
CH ≡ C – CH2 – CH3 + H2
CH2 = CH –CH2 –CH3
Falsa. Para que se presente esta isomería en los alquenos ha de cumplirse que, al
menos, cada carbono del doble enlace, se una a dos sustituyentes distintos y, en
este caso, la reacción de adición conduce a la formación de but-1-eno, en el que
uno de los átomos de carbono del doble enlace se une a dos átomos de
hidrógeno, incumpliendo la condición.
c) Si X=1 y A=Br2 se produce la siguiente reacción
CH ≡ C – CH2 – CH3 + Br2 → CHBr = CBr – CH2 – CH3
Verdadero. Ahora, la reacción de adición cumple la condición de que los carbonos
del doble enlace, se unen a dos radicales distintos, por lo que el compuesto que
se forman presenta disposiciones espaciales perfectamente diferenciadas. El
compuesto 1,2-dibromobut-1-eno, presenta dos isómeros, uno con los radicales
iguales en el mismo lado, isómero cis, y el otro con los radicales iguales en
distintos lados, isómero trans.
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Cis 1,2-dibromobut-1-eno
trans 1,2-dibromobut-1-eno
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A 25ºC una disolución acuosa de amoniaco contiene 0’17 g de este compuesto
por litro y se encuentra disociado en un 4’3 %. Calcule:
a) La concentración de iones hidroxilo y amonio.
b) La constante de disociación.
Masas atómicas: N = 14; H = 1.
a) Calculamos primero los moles de amoniaco
m ol 
0,17g
 0.01 moles de NH3 y su molaridad será la misma 0,01 M
17g / m ol
NH3 +
H2O (g)
c (1-  )
NH 4 + OH 
c
c
En el equilibrio
0.01 (1-4,3. 10-2)
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0,01.4,3. 10-2 0,01.4,3. 10-2
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La NH 4 = 0,01. 4. 10-2 = 4,3 . 10-4 M

y
OH = 4.3 . 10-4 M

b) La constante de disociación es por tanto:
Kc 
NH OH  

4

NH 3 
c 2
c(1   )

4,3.104
 1,93.105
2
0,01(1  4,3.10 )
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En disolución acuosa el ácido sulfúrico reacciona con cloruro de bario precipitando
totalmente sulfato de bario y obteniéndose además ácido clorhídrico. Calcule:
a) El volumen de una disolución de ácido sulfúrico de 1’84 g/mL de densidad y 96
% de riqueza en masa, necesario para que reaccionen totalmente 21’6 g de
cloruro de bario.
b) La masa de sulfato de bario que se obtendrá.
Masas atómicas: H = 1; O = 16; S = 32; Ba = 137’4; Cl = 35’5.
a) La reacción que tiene lugar es la siguiente
H2SO4 (ac) + BaCl2 (ac) → BaSO4 (s) + 2 HCl (ac)
En la que la estequiometría indica que 1 mol de ácido reacciona con un mol de
sal para producir un mol de sulfato de bario
Pasamos a moles la cantidad de cloruro de bario:
Moles= 21,6g/ 208,4 g/mol = 0,104 moles de BaCl2
Calculamos la molaridad del ácido sulfúrico:
1,84
g disoluc 1000m l disoluc 96 g H 2 SO4 1 mol H 2 SO4
 18,024 M
ml disoluc 1 l disoluc 100g disoluc 98 g H 2 SO4
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Como la reacción ha de ser completa, implica que el volumen de disolución de
ácido que se tome ha de contener 0,104 moles, por lo que aplicando a la
fórmula de la molaridad y despejando el volumen nos queda:
V=
moles 0,104m olH2 SO4

 0,0058l  5,8m l de H2SO4
M
18,24m ol/ l
b) Si un mol de ácido produce un mol de sulfato de bario, los 0,104 moles de
ácido producirán los mismos moles de sal, es decir, 0,104 moles de
BaSO4, a los que corresponden la masa:
0,104 moles de BaSO4 . 233,4 g/mol = 24,27 g de BaSO4
OPCIÓN B
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1.- Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Ácido hipobromoso b)
Hidróxido de cobre (II) c) Ácido 2-aminopropanoico d) CaO2 e) NaHCO3 f) CH2=
CHCH2CHO
a) Ácido hipobromoso HBrO
b) Hidróxido de cobre (II) : Cu (OH)2
c) Ácido 2-aminopropanoico: CH3 CH (NH2) COOH
d) CaO2 : Peróxido de calcio o dióxido de monocalcio
e) NaHCO3 : Hidrógeno carbonato de sodio o bicarbonato de sodio
f) CH2= CHCH2CHO But-3-enal
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a) ¿Cuál es la masa, expresada en gramos, de un átomo de calcio?
b) ¿Cuántos átomos de cobre hay en 2’5 g de ese elemento?
c) ¿Cuántas moléculas hay en una muestra que contiene 20 g de tetracloruro de
carbono?
Masas atómicas: C = 12; Ca = 40; Cu = 63’5; Cl = 35’5.
a) Aplicando el concepto de mol tenemos que 1 mol de Ca son 40g de calcio y
contiene 6,022. 1023 átomos tendremos:
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40 g de calcio / 6,022. 1023 = 6,64. 10-23 g / átomo de calcio
b) Pasamos a moles los gramos de cobre:
2,5 g de Cu / 63,5 g/mol = 0,003937 moles de Cu
Como un mol de cobre contiene 6,022 . 1023 átomos de Cu:
0,003937 moles de Cu . 6,022 . 1023 átomos/mol = 2,37 . 1022 átomos de Cu
c) Pasamos a moles
20 g de CCl4 / 154 g/mol = 0,129 moles de tetracloruro de carbono
Aplicando la definición de mol
0,129 moles . 6,022. 1023 moléculas/mol = 7,82. 1022 moléculas de CCl4
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En la tabla siguiente se indican los potenciales estándar de distintos pares en
disolución acuosa
a) De estas especies, razone: ¿Cuál es la más oxidante? ¿Cuál es la más
reductora?
b) Si se introduce una barra de plomo en una disolución acuosa de cada una de
las siguientes sales: AgNO3, CuSO4, FeSO4 y MgCl2, ¿en qué casos se depositará
una capa de otro metal sobre la barra de plomo? Justifique la respuesta.
a) Del par con potencial estándar de reducción más positivo o menos
negativo, su forma oxidada es la de mayor poder oxidante, mientras que la
forma reducida del par con potencial estándar más negativo o menos
positivo es la más reductora. Luego, la especie Ag+, forma oxidada del par
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más positivo, es la más oxidante, mientras que la especie Mg, forma
reducida del par más negativo, es la más reductora.
b) Para comprobar que metal se depositará en la barra de plomo
comprobaremos cuando la reacción es espontánea:
En el caso del AgNO3,
2 Ag+ + 2 e2 Ag0
Pb – 2 e
Pb2+
_____________________________
2 Ag+ + Pb
E0= 0,80 V
E0= - 0,14 V
2 Ag + Pb2+  E0 = 0,66
Se depositará plata ya que  E0 > 0 y por tanto  Go < 0 es decir será la reacción
espontánea.
En el caso de CuSO4
Cu2+ + 2 eCu
Pb – 2 e
Pb2+
_____________________________
Cu2+ + Pb
E0= 0,34V
E0= - 0,14 V
Cu + Pb2+  E0 = 0,20
Se depositará cobre ya que  E0 > 0 y por tanto  Go < 0 es decir será la reacción
espontánea.
En el saco de FeSO4
Fe2+ + 2 eFe
Pb – 2 e
Pb2+
_____________________________
Fe2+ + Pb
E0= -0,44 V
E0= - 0,14 V
Fe + Pb2+  E0 = -0,58
En este caso no se depositará hierro porque  E0 < 0 y por tanto  Go >0 es decir
la reacción no es espontánea.
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En el caso de MgCl2
Mg2+ + 2 eMg
Pb – 2 e
Pb2+
_____________________________
Mg2+ + Pb
E0= - 2,34 V
E0= - 0,14 V
Mg + Pb2+  E0 = -2,48 V
En este caso no se depositará magnesio porque  E0 < 0 y por tanto  Go >0 es
decir la reacción no es espontánea.
4
Al disolver en agua las siguientes sales: KCl, NH4NO3 y Na2CO3, justifique
mediante las reacciones correspondientes qué disolución es:
a) Ácida.
b) Básica.
c) Neutra.
Al introducir KCl en agua la disolución será neutra ya que es una sal que
proviene de un ácido fuerte y un hidróxido fuerte por lo que no sufre hidrólisis
Al introducir NH4NO3 en agua se producirán las siguientes reacciones:
NH4NO3 + H2O  NH 4 + NO 3
el anión nitrato, NO 3 , es la base conjugada muy débil del ácido nítrico muy fuerte,
HNO3, que no sufre hidrólisis, sin embargo el catión NH 4 , es el ácido conjugado
fuerte de la base débil amoniaco, NH3, que se hidroliza según la reacción:
NH 4 + H2O ⇆ NH3 + H3O+
Dando un pH ácido
Al introducir Na CO3 en agua se produce la disociación de la sal:
Na CO3  2 Na+ + CO 32 
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el catión sodio, Na+ , ácido conjugado muy débil de la base muy fuerte hidróxido
de sodio, NaOH, no sufre hidrólisis, sin embargo el anión CO 32  es la base
conjugada fuerte del ácido débil HCO 3 , que se hidroliza según la reacción:
CO 32  + H2O ⇆ HCO 3 + OHPor lo que la disolución será básica.
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La reacción utilizada para la soldadura aluminotérmica es:
Fe2O3 ( s) + 2 Al (s)
Al2O3 (s) + 2 Fe (s)
a) Calcule el calor a presión constante y el calor a volumen constante
intercambiados en condiciones estándar y a la temperatura de la reacción.
b) ¿Cuántos gramos de Al2O3 se habrán obtenido cuando se desprendan 10000 kJ
en la reacción?
Datos: ΔHºf Al2O3 (s) = −1675’7 kJ/mol, ΔHºf Fe2O3(s) = −824’2 kJ/mol.
Masas atómicas: Al = 27; O = 16.
a) El calor a presión constante es la entalpía de la reacción que vamos a
calcularla con las entalpías de formación:
 Hr =  Hf (Al2O3) -  Hf (Fe2O3) = -1675,7 KJ/mol – (-824,2 KJ/mol)= -851,5
KJ/mol
El calor a volumen constante es la energía interna que la podemos calcular
con la expresión  U =  H – p  V o lo que es lo mismo que  U =  H –  n R T
donde  n es la variación de moles gaseosos entre los productos y los reactivos.
Como no existen moles gaseosos ni en los reactivos ni en los productos  n= 0
por lo que  U=  H y por tanto  U= -851,5 KJ/mol
b) Calculamos cuantos moles se han formado cuando se desprendan 10000
KJ:
Moles de Al2O3= 10000 KJ.
1m olAl2 O3
= 11,74 moles que pasados a gramos
851,5KJ
11,74 . 102 g/mol = 1197,8 g de Al2O3
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H
En un recipiente de 2 L se introducen 2’1 mol de CO2 y 1’6 mol de H 2 y se calienta
a 1800 ºC. Una vez alcanzado el siguiente equilibrio:
CO2 (g) + H2 (g)
CO (g) + H2 O (g)
Se analiza la mezcla y se encuentra que hay 0’9 mol de CO2. Calcule:
a) La concentración de cada especie en el equilibrio.
b) El valor de las constantes Kc y Kp a esa temperatura.
a)
CO2 (g) +
Concentraciones Iniciales
Concentraciones en equilibrio
2,1
H2 (g)
1.6
2,1-x= 0,9
CO (g)
0
1,6-x
+ H2 O (g)
0
x
x
Como 2,1 – x = 0,9 despejamos x = 1,2 moles, luego las concentraciones en
equilibrio son
CO2  = 0,9moles/ 2 litros = 0,45 M
H 2 = 1,6 – 1,2 moles / 2 litros= 0,2 M
CO= 1,2 moles/ 2 litros = 0,6 M
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H 2O = 1,2 moles/2 litros = 0,6 M
c) Calculamos ahora Kc:
COH 2 O 0,62
Kc 

4
CO2 H 2  0,45.0,2
Por medio de la fórmula kp= Kc. (RT)  n sabiendo que  n= 0 tenemos que Kp=Kc
luego Kp= 4
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