UNIVERSIDADES PÚBLICAS DE LA COMUNIDAD DE MADRIDPRUEBA DE ACCESO A LAS ENSEÑANZAS UNIVERSITARIAS

OFICIALES DE GRADO

Modelo Curso 2A14-2015

MATERIA: AUíMICA

Modelo

¡NSTRUCCIONES GENERALES Y CALIFICACIÓN

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.CALIFICACION: Cada pregunta se valoraÉ ssb¡E 2 puntos.

TIEMPO: 90 minutos.

OPC]ÓN A

Pregunta 41.- Para las sustancias HF, Fe, KF y BFs, justifique:a) Eltipo de enlace presente en cada una de ellas.b) Qué sustancia tendrá r¡enor punto de fusión.c) Cuál o cuáles conducen la electricidad en estado sólido, cuál o cuáles Ia conducen en estado fundido y

cuálo cuáles no la conducen en ningún caso.d) La geonetría de la molécula BF3, á partir de la hibddación del átomo cenlral.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Pregunta 42.- Justífique si cada una de las siguientes afirmaciones es verdadera o falsa:a) En la reacción S + Oz - SOz, el oxígeno es el reductor.b) En el HCIO el estado de oxidación del Cl es -1.c) Una pila formada por los pares redox Cuz*lCu {Eo = 0,34 V} y Ag./Ag {Eo = 0,80 V) tiene un potencial

normal de 0,46 V.d) A partir de los siguientes potenciales de reducción: Eo(Fe&/Fe) = -0,04 V; Eo{Znz*lZn)= -0,76 V, se deduce

que el proceso redox -que se produce con esos dos electrodos viene dado por la reacción 2Fe3* + 3Zn -2Fe + 3Zn2*.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos,

Pregunta 43.- Un alcohol insaturado A, de fórmula C5H16O, se oxida y se obtiene 3-penten-2-ona, mientrasque la deshidratación del alcohol A con ácido sulfúrico conduce a 1,3-pentadieno.

a) ldentifique y nombre el compuesto A.b) Formule las dos reacciones del enunciado e indique a qué tipo conesponde cada una de ellas.c) Formule y nombre un isónem de función delcompuesto A.

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

Pregunta A4.- Se prepara una disolución añadiendo 4,88 g de ácido benzoico, C6H5COOH, a la cantidad deagua necesariapara obtenerS00 mL de disolución. En dicha disolución el ácido está disociado en un2,8o/o.Calcule:

a) La constante de acidez del ácido benzoico, expresada como pKu.

b) El pH de la disolución y la concentración de OH-.c) La concentración que debe tener una disolución de ácido hipocloroso para que tenga el mismo grado de

disociación que la de ácido benzoico del enunciado.Datos. pKu(ácido hipocloroso)=7,54. Masas atómicas: H = 1; C= 12; O = 16.Puntuación máxima por apartado: 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartado c).

Pregunta A5.- Para la reacción de descomposición térmica del etano: CeHs (g) i CzH4 (g) + H, (g), laconstante de equilibrio K., a 900 K, tiene un valor de 7,0x10-4. $e introduce etano en un reactor y una vezalcanzado el equilibrio !a presién en e! interior del mismo es 2,0 atm.

a) Calcule elgrado de disociación y las presiones parciales de cada uno de los componentes en elequilibrio.b) Explique razonadamente cómo afeclará al grado de disociación un aumento de la presión y demuestre si

su predicción es acertada realizando los cálculos oportunos cuando la presión duplica su valor.Dato. R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1.Puntuación máxima por apartado: 1 punto.

l

OPCIÓN B

Pregunta 81,- El uranio es un elemento con Z = 92. En la natumleza se encuentra mayoritariamente como

"uU, con una pequeña cantidad de ffiU, que es el que se emplea en reactores nucleares.a) Explique la diferencia entre tas configuraciones electrónicas delo'U y elB5U.b) Calcule el número de neutrones en un núcleo de *U.c) Escriba la configuración electróníca def ffiU.

d) Escriba los números cuánticos posibles para los electrones más externos del 23sU.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Pregunta 82.- Dada la siguiente reacción sin ajustar: KzCrzO¡ + KCI + HzSO+ '-+ Cr2(SO4)a + Clz + HzO + KzSO¿,

a) lndique el estado de oxidación del cromo en las dos especies químicas en las que participa, y el estado deoxidación del cloro en las dos especies químicas en las que participa. lndique la especie que se oxida y laque se reduce. lndique la especie reductora y la especie oxidante.

b) Ajuste las semireacciones que tienen lugar y la reacción molecular global.c) Calcule la cantidad máxima (en moles) de Clz que se puede obtener a partir de 2 moles de KCl.

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

Pregunta 83.- El aminoácído afanina es el ácído 2-amínopropanoico.a) Formule este compuesto.b) Justifique sitiene comportamiento ácido o básico en disolucién acuosa.c) Explique qué tipo de reacción de polimerización da si se considera como el monómero para la síntesis de

poiialanina.d) lndique qué polímeros sintéticos comerciales existen con la misma estructura básica de la polialanina.

Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Pregunta 84.- Se tiene I L de disolución de hidÉxido de sodío cuyo pH es {3.a) Calcule la cantidad (en gramos) de hidróxido de sodio que se ha utilizado en su preparación.b) Calcule el volumen de agua que hay que añadir a 1 L de la disolución anterior para que su pH sea 12.c) Calcule el volumen de ácido clorhídrico 0,5 M que hay que añadir a 1 L de la disolución inicial de hidróxido

de sodio para conseguirque el pH final sea 7.d) Explique cuál será el pH de la disolución fonnada al diluir la disolución final obtenida en el apartado c)

hasta eldoble de su volurnen inicial.Dato. Masas atómicas: Na = 23;O = 16; H = 1.Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

Pregunta 85.- Se introduce una cierta cantidad de cloruro de amonio sólido én un reactor de 300 mL. Cuandose calienta a 500 K, se alcanza el equilibrio NH+CI (s) 5 HCI (g) + NHs(g) y ta presión total en el interiordelrecipiente es 16,4 atm. Determine:

a) Los valores de K y K, de esta reacción a 500 K.b) La variación de entalpía de Ia reacción del enunciado.c) Justifique si la reacción será espontánea a temperaturas altas o bajas.

Datos. Entalpías de formación estándar (kJ'mol-1): NH4CI (s) = -314,6; HCI {g) = -92,3, NH¡ (g) = -45,9.R = 0,082 atm.L.mol-1.1(1.Puntuación máxima por apartado: 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartado c).

QUíMlcA

CRITERIOS ESPECíF|COS DE CORRECCIÓN

Cada una de las preguntas se podrá calificar con un máximo de 2 puntos.

Si se han contestado pregunfas de más de una opción, únícamente deberán correg[rse fas preguntas de laopción a la que conesponda la pregunta resuelta en primer lugar-

Se tendrá en cuenta en la calificación de la prueba:

{.- Claridad de comprcnsíón y exposícíón de conceptos.2.- Uso correc{o de formulación, nomenclatura y lenguaje químico.3.- Capacidad de análisis y relación.4.- Desarrollo de la resolución de forma coherente y uso correcfo de unidades-5.- Aplicación y exposicíón conecta de conceptos en el planleamíento de las preguntas.

Distribución de puntuaciones máximas para este eiercicio:

OPCÉN A

Pregunta 41.- 0,5 puntos cada uno de los apartados.Pregunta A2.- 0,5 puntos cada uno de los apartados.Pregunta A3.- 1 punto apartado a); 0,5 puntos apartados b) y c).Pregunta A4.- 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartado c).Pregunta 45.- 1 punto cada uno de los apartados.

OPCÉN B

Pregunta 81.- 0,5 puntos cada uno de los apartados.Pregunta 82.- 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartado c).Pregunta 83.- 0,5 puntos cada uno de fos apartados.Pregunta 84.- 0,5 puntos cada uno de los apartados.Pregunta 85.- 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartado c).

OUíM¡CA

SOLUCIONES (Orientaciones para el corrector)

OPCION APregunta A1.- Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.

a) HF y BF¡ presentan enlace covalente (unión enhe dos no metales); Fe presenta enlace rnetálico portratarse de un metal de transición; KF pr"esenta enlace iónico (unión entre metaly no metal).

b) El menor punto de fusión lo presentarán las sustancias con enlaces covalentes, por presentar en sussólidos intenacciones intermoleculares, más débiles que el enlace iónico o el enlace metálico. De ellas, lade menor punto de fusión seÉ el BF3, !s que su molécula es aplar y solo presentará interaaiones deLondon, a diferencia del HF que tambián presenta interacciones dipolo-dipolo y enlace de hidrógeno.

ci El Fe, al ser un metal, conduce la electricidad tanto en estado sólldo como en estado fundido. El KF,

compuesto iónico, lo haÉ solo en estado fundido, dado que es cuando sus iones adquieren movilidad. Loscompuestos covalentes no son conductores.

d) El BF'3 tiene geometría triangular plana, ya que Ia hibrídacíón del átomo de B es sp2.

Pregunta A2,- Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.a) Falsa. El oxígeno se reduce, y por lo tanto es el sxidante.b) Falsa. EI estado de oxidación delClen ese caso es +1 (el delO es -2y el del H es +1),c) Verdadera. Es una pila donde el cobre se oxida y la plata se reduce, Eo = 0,80 - 0,34 = 0,46 V.d) Verdadera. Para que la reacción tenga lugar Eu > 0, por lo tanto:

(Fe3* + 3e- ---+ Fe) x 2(Zn -+Zn2* + 2el x 3Reacción global: 2Fe3* + 3Zn -> 2Fe + 3Zn2*; Eo = -0,04 + 0,76 = 0,72V > 0.

Pregunta A3.- Puntuación máxima por apartado: 1 punto apartado a); 0,5 puntos apartados b) y c).a) CsHroO --+ CH3-CO-CH=CH-CH3 Por oxidación de un alcohol secundario se obtiene un grupo cetona,

CsHroO -+ CH:=CH-CH=CH-CHs. La deshidratación de un grupo alcoholda un doble enlaceA partir de estos datos, se deduce que A es CH3-CHOH-CH=CH-CH,, 3-penten-2-ol.

b) Cii3-Ci-iOii-Cii=CH-CH3--- Cii3-CO-Cii=Cii-CHs, reaeeién cie oxidaeión.CH3-CHOH-CH=CH-CH3---+ CH2=CH-CH=CH-CH3' reacción de eliminación'

c) Un isómero de función de un alcohol es un éter. Se pueden proponer varios isómeros {basta con uno}:CHs-CH2-O-CH=CH-CH3 (etil-1-propeniléter), CH2=Q¡1-O-CH2-CHz-CHs (etenilpropiléte0;CH3-O-CH2-CH=CH-CH¡ (2-butenilmetiléter); CHs-CHz-CH=CH-O-CH¡ (1-butenilmetiléter);CHr=C¡1-"H2-CH2-O-CH3 (3-butenilmetiléter); CHg-CH2-O-CH2-CH=CHz ietil-2-propeniléter).

Pregunta A4.- Puntuacién máxima par apañado: 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apaÉado c).

a) Masa molecular del ác. benzoico = 122; [ác. benzoico]o = 4,88 I (122 x 0,5) = 0,080 M.

G - [C6H5COO-][H.]l [C6H5COOH¡ = ic" o)21[c. {1 - q)]= co ü2 = 0,080 x 0,0282 = 6,27x10-5.

PG = -log Ku= 4,24-bi tH.] = co q = 0,080 x 0,028 = 2,24x10-3 M; pH =-log (2,24x10-3) = 2,65;

[OHl = K, / [H.] = lgla 12,24x10-3 = 4,46x10-12 M.c) K"(ác hipociorósoi=1O-pKu=2,88x10-u;Ku=coo';co=Kula2 =2,88x10-u10,028'=3,67x10-5M.

Pra¡n¡nta AE - Fttnhtecián mávima nar anartadn- 4 nttnlaa) CzHo (9) 5 C2H4 (g) + Hz (g)

C¡ co

ceq c"(l-o) cocr cocr l eot=2coc¿-Fco(1-a)=co(1+6¿); p=eotRT; q*=pl{RT).K = (co u)2 1 [co(1-cr)] = co a2 I ¡1-a1 = a2 | (1-a). qo1 I (l+cr) = p/ (RT) . a2 i ¡1-a'¡;o2 t11-ü2) = RTK./ p= 0,082 x 900 x 7,0x10-a l2,A= 0,0258; despejado, cr= 0,16.p(CzH+)=F(Hz)=p.(coc)/eot=p.a1i1+o¡=A,276atm; p{üHo)-p'co(1-ct)/q*=p'(1-cr)/(1+cr,)=1,45 atm.

b) Alaumentar la presión, el gnado de disociación disminuirá; el equilibrio se desplaza en elsentido en el quedisminuye el número de mcles de sustancias gaseosas, es decir, hacia el reactivo, por lo que el etano sedescompone en menor proporción.Si se duplica la presión, p = 4,0atm; a2 t tt-*) = RTK lp'= A,082 x9O0 x7,0x10-a I 4,A = A,0129;despejando,a=0,11.

OPCÉN B

Pregunta 81.- Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos,a) Se trata de dos isótopos del misnp elenento, Iuego su númerc atómico es el mismo y no hay ninguna

difere ncia entre sus configumcio nes electrónicas.b) Número de neutrones = 235 - 92 = 143.cj 1 s'zs'zp63s23p64s23ci104p6ss24d' 0sp66s24f 14sci106p67s2si 4.

d) Electronesen orbital5f: n = 5; l=3; m=t3, t2,tló0; m"=*112.

Pregunta 82.- Puntuación máxima por apartado: 0,75 puntos apartados a) y b); 0,5 puntos apartado c).

a) Estados de oxidación'. KzCrzOi Cr = +6; Cr2(SO4)3: Cr = +3; KCI: Cl = -li Clz. Cl = 0.Se oxida KCI y es la especie reducfora. Se reduce K2Cr2O7 y es la especie oxidante.

b) Semineacción reducción: 1 x (Cr2Q72- + 14H* + 6e- -. 2Cr3* + 7H2O)Semineacción oxidación: 3 x (2Cl- ---, Cl2+ 2e-)Reacción iónica global: Cr2O72- + 6Cl- + 14H* - 2C}. + 3Clz +7H2AReacción molecular global: K-Cr2O +6KCl +7H"SOa- Cr2(SO1). + 3Cl:+7H1O+4K.SOa

c) moles de Clz = (316) x moles KCI = 1 mol.

Pregunta 83.- Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos"a) CHs-CHNH2-COOHb) Tiene carácter anfótero, por el comportamiento ácido que le da el grupo ácido carboxílico y el

comportamiento básico que le da el grupo amino.c) Reacción de condensación entre el grupo ácido carboxílico de una molécula de alanina y el grupo amino

de otra.d) Etpolímero sería una poliamída: nylon.

Pregunta B4.- Puntuación máxima por apartado: 0,5 puntos.a) tH.l = 10-13 M; [oH-] = 1a-14I 10-13 = 0,1 M; portratarse de una base fuerte, [NaOH]" = 0,1 M.

0,1 = masa NaOH / 40; masa de NaOH - 4 g.

b) pH = 12 = [NaOH] = 0,01 M; como en la dilución se mantiene el número de moles de NaOH:V' M=V'' M'; 1 x 0,1 =V' x 0,01;V' = 10 L; volumen añadido= 10- 1 = I L.También es válido repitiendo el cálculo inicial: 0,01 = (4¡4Ali V; \l = 10 L, por lo que hay que añadir I L,

c) Hayque neutralizar, conestequiometría 1:1;V"'M,=Vu'M¡iVu x 0,5= I x 0,1;V=0,2 L.

d) La disolución formada en c) es de NaCl. Portanto el pH seguirá siendo 7 tras la dilución porque los ionesde la sal NaCl no se hidrolizan al provenir de ácido fuerte y de base fuerte.

Fregunta 85.- Puntuación máxima por apartada: A,75 puntos aparfados a) y b);Q5 punfos apartado c).

á) ñtotur= pV/ RT= 16,4 x 0,3/(0,082 x 500) =0,12 molen fasegas.NH4CI (s) s HCI (g) + NH3 (§)

no00ho-X x x n1o6¡(gas)=2x=0,12mol; x=0,06mol.K. = [HCl].[NHe] = x' ¡y2 = (0,06)2 t (0,3)2= 0,04.Kp = K (RT)t" = 0,04 x (0,082 x 500) 2 = 67,2.

blnH,=¡Hr(HCl,g)+r.tH1 {NHs,g)-ilHt{NH4C|,s}=-92,3+(-45,9}-(-314,6)=176,4kJporcadamolde reactivo.

c) nH' > 0. Además, !S, > 0 porque en la reacción aumenta el número de moles gaseosos. Como nG, = -¡,- T trS'., la reacción solo se producirá espontáneamente {trG, . 0i a temperaturas elevadas.

l