EXAMEN DE SELECTIVIDAD UIB JUNIO 2010 QUÍMICA OPCIÓN A
1. Explica raonadament si son certes o no cada una de les seguents afirmacions referides al moment en que s’arriba al punt d’equivalencia en una valoracio acid‐ base: a) El pH de la dissolucio formada pot ser diferent de 7. b) El nombre de mols d’acid i de base que han de reaccionar son iguals. c) Els volums d’acid i de base consumits son iguals. d) La fenolftaleina es un indicador valid per a qualsevol valoracio. a) Verdadero. Si la sal formada produce hidrólisis el pH puede ser distinto de 7. Por ejemplo HCl y NH3 reaccionan produciendo cloduro de amonio. El ión amonio hidroliza con el agua NH H O NH H O produciendo disoluciones ácidas. pH<7. b) Falso. En la reacción del ácido sulfúrico con el hidróxido de sodio reaccionan 2 moles de base con 1 de ácido. H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O. c) Falso. Dependerá de la molaridad de cada disolución. d) Falso. La fenolftaleína tiene una zona de viraje de 8’3 a 10 (zona básica). No sirve para valoraciones que en el punto de equivalencia den disoluciones de sales como cloruro amónico…pues producen hidrólisis ácida. 2. Per a la seguent reaccio: 2 H2O (g) + 2 Cl2 (g) 4 HCl (g) + O2 (g) Kp = 8,0 a 900 K. Si les pressions inicials d'aigua i clor son 0,10 atm cada una i les de clorur d'hidrogen i oxigen son 0,25 atm cada una, justifica si es produeix un desplacament de la reaccio. En cas afirmatiu, justifica si aquest desplacament es cap als productes o cap als reactius. PO PHC Calculamos Q 9 76 atm. K se desplaza hacia reactivos. PH O PC 3. Explica raonadament quin tipus d’enllac o forca intermolecular s’ha de superar per fondre els composts seguents: sulfat sodic, dioxid de carboni, meta i alumini. Quin es l’estat d’agregacio d’aquests composts a 25 oC? Justifica la resposta. Sulfato sódico: Na2SO4, compuesto iónico. Al fundirse se rompen enlaces iónicos, a 25 oC es sólido. Dióxido de carbono: CO2, compuesto covalente molecular. Al fundirse se superan fuerzas intermoleculares de Van der Walls, a 25 oC es gas.
Metano: CH4, compuesto covalente molecular. Al fundirse se superan fuerzas intermoleculares de Van der Walls, a 25 oC es gas. Aluminio: Al, compuesto metálico. Al fundirse se rompe el enlace metálico, a 25 oC es sólido. 4. Ajusta la seguent reaccio entre el coure i l’acid nitric pel metode de l’ioelectro, i indica la semireaccio d’oxidacio i la de reduccio: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O ● Calculamos los números de oxidación de cada átomo. Cu H N O Cu N O NO H O ● ¿ Qué elementos cambian de número de oxidación? El Cu (de 0 a +2), se oxida y el N ( de +5 a +4) se reduce. ● Disociamos las sustancias ( solo ácidos, hidróxidos y sales) que intervienen en la oxidación y la reducción. Cu no se disocia HNO3→ H+ + NO Cu(NO3)2→Cu2++ 2NO NO2 no se disocia. ● Escribimos las semireacciones de oxidación y reducción. Oxidación. El reductor es el Cu. Cu → Cu Reducción. El oxidante es el NO . NO NO ● Ajustamos atómica y electrónicamente las semireacciones. Los O se ajustan añadiendo H2O y los H se ajustan añadiendo H+. 2e Cu → Cu NO NO NO NO H O 2H NO NO H O NO H2O e‐ + 2H+ + NO ajustamos electrónicamente: 2H NO NO H O e ● Para que el número de e‐ de ambas semireacciones coincida, debemos multiplicar la segunda reacción por 2, así tendremos 2 e‐ en cada una. Cu → Cu 2e ‐ + 2e + 4H + 2NO 2NO 2H2O ● Sumamos ambas semireacciones ya ajustadas. Cu + 2e‐ + 4H+ + 2NO 2NO 2H2O Cu 2e ● Trasladando esta información a la reacción inicial: Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 5. Per coneixer el contingut en carbonat de calci d’una roca calcaria impura es fan reaccionar 14 grams de la calcaria amb acid clorhidric del 30% en pes i de densitat
1,15 g/mL. Sabent que les impureses no reaccionen amb l’acid clorhidric i que es gasten 25 mL de l’acid, calcula: a) El percentatge de carbonat de calci a la calcaria. b) El volum de dioxid de carboni, mesurat en condicions normals, que s’obte a la reaccio. La reacción es: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O a.‐ 1 15g. dión 30 g. HCl. 1 mol de HCl. 1 mol de CaCO 25 mL. de dión HCl. . 1 mL. dión 100 g. dión 36 5g. de HCl 2 moles de HCl 100 g de CaCO . 11 821 g. de CaCO 1 mol de CaCO 11 821 . 100 84 4% % 14 b.‐ 1 15g. dión 30 g. HCl. 1 mol de HCl. 1 mol de CO 22 4 L. de CO 25 mL. dión. . 1 mL. dión 100 g. dión 36 5g. de HCl 2 moles de HCl 1 mol de CO = 2’65 L. de CO2. OPCIÓ B 1. Calcula: a) El pH de 500 mL d’una dissolucio 0,02 M d'acid clorhidric i el de 100 mL d'una dissolucio 0,05 M d’hidroxid sodic. b) El pH de la dissolucio que resulta en mesclar 75 mL de la dissolucio d’acid amb 25 mL de la dissolucio de base. Suposa els volums additius. a) Los volumenes de ácido y base no influyen en este apartado. El pH de la dión del HCl: Se trata del pH de un ácido fuerte.
pH = ‐ log [H3O+] = ‐ log [ácido] = ‐ log (0’02) = 1’7. El pH de la dión del NaOH: Se trata del pH de una base fuerte. pOH = ‐ log [OH‐] = ‐ log [base] = ‐ log (0’05) = 1’3 → pH = 12´7. b) Moles iniciales de ácido: 1’5.10‐ 3 moles. Moles iniciales de base: 1’25.10‐ 3 moles. La reacción que tiene lugar es una neutralización: NaOH + HCl → NaCl + H2O La reacción es mol a mol. Como hay más moles de ácido, sobrará ácido. Ácido que sobra: 1’5.10‐ 3 ‐ 1’25.10‐ 3 = 2’5.10‐ 4 moles de ácido. Volumen total: 75 + 25 = 100 mL.= 0’1 L. 2 5.10 moles Concentración de ácido tras la neutralización: ácido 0 1L. 2 5.10 M. → pH = ‐ log 2 5.10 = 2’6.
2. L’energia d’activacio per a la reaccio directa: A + B C + D es 32 kJ, i per a la seva inversa, 58 kJ, com sera la reaccio directa: exotermica o endotermica? Suposant que l’energia dels productes es de 30 kJ, quina sera la dels reactius? E (kJ.)
EACTIVACION DIRECTA
REACTIVOS
EACTIVACION INVERSA
∆HREACCION PRODUCTOS
Si la Eactivación directa es menor que la Einversa, la reacción es exotérmica, con ∆Hreacción = 32 – 58 = – 26 kJ. Ereactivos= 30 + 26 = 56 kJ. 3. a) Formula els seguents composts: perclorat de magnesi, hidroxid de zinc, fosfat amonic, metilbenze i propanona. b) Indica el nombre d’oxidacio de tots els atoms dels composts AgNO3 i Al2(SO3)3. c) Indica el nombre d’electrons transferits en la semireaccio: MnO MnO . Es tracta d’una oxidacio o d’una reduccio? a) Perclorato de magnesio: MgClO4; hidróxido de Zn: Zn(OH)2; Fosfato amónico: (NH4)3PO4; propanona: CH3– CO – CH3
CH3
metil benceno: b) Ag N O y Al c) Mn O
4H
S O 3e
+2, se trata de una reducción.
Mn O
2H O. El Mn pasa de nº de oxidación +7 a
4. Indica, justificant‐ho, si les seguents proposicions son certes o falses. a) La constant d’equilibri d’una reaccio directa es la mateixa que la de la
reaccio inversa pero canviada de signe. b) El producte de solubilitat del Ag2CrO4 varia amb la temperatura. c) Una dissolucio aquosa de carbonat de sodi te un pH basic. d) Si la constant d’equilibri d’un proces es superior a 1, significa que aquest proces esta desplacat cap a la formacio de productes. a) Falso. A
B
C
D; K
C D . C A B
D
A
B; K
A B . Observamos que K C D
1 . K
b) Verdadero. El producto de solubilidad es una constante de equilibrio y como tal varía con la temperatura. c) Verdadero. En disolución acuosa el ión carbonato CO reacción: CO
H O
HCO
hidroliza según la
OH . El ión Na+ no hidroliza.
d) Verdadero. Cuanto mayor es la constante más desplazada a productos está la reacción.
5. 0,301 grams d’un acid organic es dissolen en 100 mL d’aigua. Aquesta dissolucio es valora amb NaOH 0,2 M i es necessiten 20,9 mL per a la seva neutralitzacio. A partir d’aquestes dades, podries deduir si l’acid organic es: CH3 – CH2 – COOH, CH2=CH–COOH o be CH3–COOH? Hallamos la masa molecular del ácido y así sabremos de que ácido se trata. La reacción es: R‐COOH + NaOH → R‐COONa + H2O 1 mol de R COOH 1 mol de NaOH 1 L. de dión NaOH 0 301 g. de R COOH. . . . x g. de R COOH 1 mol de R COOH 0 2 moles NaOH 1000 cm . . 20 9 cm de dión de NaOH. 1 L. de dión Despejando la x ( masa molecular del ácido), x = 72 g./mol. Se trata del CH2=CH‐COOH. Mmolecular (CH2=CH‐COOH) = 72 g./mol.