Química- OPCIÓN A.2016- Examen de selectividad . Andalucía.

                                            OPCIÓN A

1. Formule o nombre los siguientes compuestos:
a) Hidróxido de niquel (III)  =  Ni(OH)3
b)Ácido peryódico = HIO4
c) Nitrobenceno = 

d) CrO3 = Trióxido de cromo; Óxido de cromo(VI)

e) ZnH2 = Hidruro de cinc

f) CH3CHOHCHO = 2-Hidroxipropanal

2. Para las especies HBr, NaBr y Br2, determine razonadamente:

a) El tipo de enlace que predomina en ellas.

En las especies HBr y Br2 predomina el enlace covalente, pues se trata de moléculas formadas por elementos no metálicos que presentan electronegatividades iguales (Br2) o similares (HBr), y la interacción se produce por compartición de electrones . En el caso del HBr y Br2 además existirán interacciones débiles de Van der Waals, siendo las del HBr tipo dipolo-dipolo y las del Br2 de dispersión o de London.

En el caso de NaBr el enlace predominante es el iónico pues la electronegatividad es muy diferente entre los átomos que forman el enlace, se trata de una interacción electrostática, lo que genera iones que forman redes cristalinas.

b) Cuál de ellas tendrá mayor punto de fusión.

Teniendo en cuenta que el punto de fusión es la temperatura que hay que superar para que una especie sólida pase a estado líquido, el HBr y Br2 para cambiar de estado necesita romper las fuerzas intermoleculares, que ya comentamos en el apartado anterior son de tipo Van der Waals, y por tanto, fáciles de superar. Por el contrario, el NaBr al formar una red cristalina hay que superar la atracción electrostática que une a los iones para cambiar de estado, y para ello se requerirá mayor energía, y por tanto, presentará mayor punto de fusión.

c) Cuál es la especia menos soluble en agua.

La solubilidad va a depender de la polaridad de la molécula, por tanto la menos soluble será Br2, ya que se trata de una molécula apolar, y por tanto será poco soluble en disolventes polares como el agua.

3. Se desea construir una pila en la que el cátodo está constituido por el electrodo Cu^2+/Cu. Para el ánodo se dispone de los electrodos: Al³⁺/Al y I₂/I^- .

Datos: Eº(Cu^2+/Cu)=0.34V, Eº(Al³⁺/Al )=-1.67V, Eº( I₂/I^- )=0.54V

a)Razone cuál de los dos electrodos se podrá utilizar como ánodo.

Usando la fórmula para el cálculo del potencial de la pila debemos obtener un resultado positivo que nos indicará que la energía libre de Gibbs es negativa y, por tanto, que las reacciones ocurrirán de forma espontánea.

DEºpila= Eº(cátodo) - Eº(ánodo)

Solo podremos usar como ánodo el electrodo (Al³⁺/Al), pues al tener un potencial de reducción negativo se cumplirá lo explicado en el párrafo anterior. 

b)Identifique las semirreacciones de oxidación y de reducción de la pila.

Reducción: Cu²⁺ +  2e^- à Cu

Oxidación: Al  à Al³⁺ + 3 e^-

c) Calcule el potencial estándar de la pila.

Sustituyendo los valores numéricos en la fórmula:

                                      DEºpila= Eº(cátodo) - Eº(ánodo)=0.34-(-1.67)= 2.01V

4. Complete las siguientes reacciones ácido-base e identifique los correspondientes pares ácido-base conjugados.

a) HSO₄^- (aq) + CO₃^2-(aq) ⇌  SO₄^2-(aq) + HCO₃^-(aq)

      Ácido                        Base                      Base conjugada      Ácido conjugado

b) CO₃^2- (aq) + H2O (l) ⇌ HCO₃^- (aq) + OH^- (aq)                    

      Base                        Ácido            Ácido conjugado        Base conjugada

c) CN^- (aq) + H2O (l) ⇌ HCN (aq) + OH^- (aq) 

      Base                   Ácido            Ácido conjugado      Base conjugada

5. El cinc reacciona con el ácido sulfúrico según la reacción: 

Zn + H2SO4 à ZnSO4 + H2

Datos: Masas atómicas Zn=65.4, S=32, O=16, H=1. R=0.082 atm·L/mol·K

Calclule:

a) La masa de ZnSO4  obtenida a partir de 10 g de Zn y 100 mol de H2SO4 de concentración 2M.

En primer lugar es necesario averiguar cual será el reactivo limitante, para ello hallamos los moles que tenemos de cada reactivo:

Según lo anterior el reactivo limitante será el Zn, pues tenemos menos moles y la relacón estequiométrica es (1:1). A partir de los moles de Zn podemos calcular la masa de ZnSO4  obtenida:

 b) El volumen de H2 desprendido medido a 25ºC y a 1 atm, cuando reaccionan 20g de Zn con H2SO4 en exceso.

 Como el ácido sulfúrico está en exceso hacemos los cálculos a partir de la masa de Zn. Primero hallamos los moles de H2 y después con la ecuación de los gases ideales averiguamos el volumen.

Ecuación de los gases ideales

P· V = n· R· T

1 atm x V = 0.3 mol x 0.082 atm·L/mol·K x (25+273)K

V= 7.33L de H2

6. En un recipiente de 14 litros se introducen 3.2 moles de N2 (g) y 3 moles de H2 (g). Cuando se alcanza el equilibrio:  

N2 (g) + 3H2 (g) ⇌  2NH3  (g) 

a 200ºC se obtienen 1.6 moles de amoniaco. Calcule:

Dato: R=0.082 atm·L/mol·K

a) El número de moles de N2 (g) y de H2 (g) en el equilibrio y el  valor de la presión total.

Realizamos una tabla con los datos que tenemos y calculamos los que nos faltan:

	N2 (g)       +          3H2 (g)             ⇌          2NH3  (g)
Moles iniciales	3.2	3	0
Moles que reaccionan	x	3x	2x
Moles en el equilibrio	3.2-x	3-3x	2x=1.6

A partir de la concentración en el equilibrio de amoniaco podemos hallar la incógnita:

                                                      2x=1.6

                                                        x=0.8 mol

y a partir del valor de la incógnita podemos calcular el resto:

	N2 (g)       +          3H2 (g)             ⇌          2NH3  (g)
Moles iniciales	3.2	3	0
Moles que reaccionan	0.8	2.4	1.6
Moles en el equilibrio	2.4	0.6	1.6
Concentración en el equilibrio	0.171	0.043	0.114

Para hallar la presión total necesitamos usar la ecuación de los gases ideales: PT· V = nT· R· T

                                           PT  x  14 = (2.4 + 0.6 + 1.6 ) x 0.082 x (200+273)

                                                                   Pt= 12.74 atm

b) Los valores de las constantes Kc y Kp a 200ºC.