Resolución detallada al examen de selectividad de Química UnEx convocatoria de Junio 2012-2013

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PPP...AAA...UUU...
JJJuuunnniiiooo 222000111222---222000111333
QUÍMICA
OOOpppccciiióóónnn AAA
1 Aplicando el principio de AUFBAU, las configuraciones electrónicas son:
a) [O]=1s2
2s2
2p4
(0,25 pto)
b) [Mg]=1s2
2s2
2p6
3s2
(0,25 pto)
c) [Sc]=1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d1
(0,25 pto)
d) [Fe]=1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d6
(0,25 pto)
Y sus iones más estables son:
a) [O2-
]=1s2
2s2
2p6
(0,25 pto)
b) [Mg2+
]=1s2
2s2
2p6
(0,25 pto)
c) [Sc3+
]=1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
(0,25 pto)
d) [Fe3+
]=1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d5
(0,25 pto)
2 La solubilidad del bromuro de plata es la concentración que queda en disolución, expresada en mol/L
será:
Lmol
AgBrg
AgBrmol
/10·45,7
de9,187
de1
·g/L10·4,1 74 

a) Teniendo presente el equilibrio de disociación del bromuro de plata:
ssC
aqBraqAgsAgBr
eq 
 
.
)()()(
La constante del producto de solubilidad será:
    272
10·45,7·]]·[[ sssBrAgK ps 5,55·10-13
M2
(1 pto)
b) En presencia de bromuro potásico, que es una sal completamente soluble y, por tanto, totalmente
disociada según:
5,15,10
005,1
)()()(
.
.0
finC
C
aqBraqAgsKBr 

La solubilidad disminuye por efecto del ion común (bromuro), de manera que:
13
10·55,5·5,1)5,1·(]]·[[ 
 sssBrAgK ps
De cuya resolución surge s=3,7·10-13
mol/L, que en las unidades exigidas es de:

AgBrmol
AgBrg
de1
de9,187
·mol/L10·7,3 13
6,95·10-11
g/L (1 pto)

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3
a) Teniendo en cuenta que la cantidad de soluto que hay en la primera disolución coincide con la de
la disolución final:
2
3
2
1
3
1 dis300
de1,0
dis1
·
dis1
de3,0
·dis100 mL
HNOg
mL
mL
HNOg
mL 
Y suponiendo válida la hipótesis de aditividad de los volúmenes, la cantidad de agua surge de la
diferencia, siendo pues de
 10030012 disdisagua VVV 200 mL (1 pto)
b) Por sencillas relaciones:

Omol
Oát
HNOmol
Omol
HNOg
HNOmol
mL
HNOg
mL
de1
de.10·022,6
de1
de3
·
de63
de1
·
dis1
de3,0
·dis100
23
33
3
1
3
1 8,6·1023
át. de O (1 pto)
4
a) Aplicando previamente la conversión:
22
22
22
22 de05,0
de135
de1
·de75,6 ClSOmol
ClSOg
ClSOmol
ClSOg 
La presión inicial surge de la aplicación de la ley de los gases ideales,
375·082,0·05,02·
···


p
TRnVp
p=0,769 atm (1 pto)
b) Considerando el equilibrio descrito:
xxxp
p
gClgSOgClSO
eq 

768,0
00768,0
)()()(
..
.0
2222
Y la expresión de la constante de equilibrio:
4,2
768,0768,0
·· 2
22
22





x
x
x
xx
P
PP
K
ClSO
ClSO
p
De cuya resolución surge x=0,612, y así las presiones finales serán:
 xP ClSO 768,022
0,156 atm
 xPP ClSO 22
0,612 atm (1 pto)
5
a) 1) ácido butanoico (n-butanoico); 2)CH3COCH2CH2CH3; 3) CH3CH2OCH2CH3; 4) 1,2-dicloroeteno
(1,2-dicloroetileno), 5) butan-2-ol (2-butanol, alcohol sec-butílico) (0,2 pto cada compuesto)
b) La oxidación de alcoholes secundarios produce cetonas (0,5 pto), por ejemplo, al oxidar el
propan-2-ol se obtiene acetona, según la ecuación:
CH3CHOHCH3 + KMnO4öCH3COCH3 (0,5 pto)

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QUÍMICA
OOOpppccciiióóónnn BBB
1 La configuración electrónica de oxígeno [O]=1s2
2s2
2px
2
py
1
pz
1
revela una covalencia de 2 siendo la
estructura del agua con dos enlaces sencillos O-H y dos pares de electrones sin compartir sobre O,
como se muestra en la figura. La geometría, aplicando la TRPECV, resulta ser angular (1 pto) con
un ángulo de enlace H-O-H de, aproximadamente 109,28º, que se corresponde a una distribución
tetraédrica de los pares de electrones en torno al átomo central, lo cual justifica la teoría con una
hibridación sp3
(1 pto): La molécula de agua resulta polar (1 pto), dado que la suma vectorial de los
momentos dipolares de enlace HöO, debidos a la diferencia de electronegatividad entre estos átomos,
teniendo en cuenta su geometría, origina un vector momento dipolar (μ) no nulo como se muestra en la
figura.
OH
H
angular

2 Se entiende por isomería la relación que entre si guardan dos compuestos con idéntica fórmula
molecular pero que difieren en la ordenación de sus átomos. Las relaciones de isomería son:
 Constitucionales o estructurales: si difieren en el orden de las uniones de sus átomos, y se dividen
en isómeros de:
 Cadena: si tienen los mismos grupos funcionales pero distinta cadena carbonada por
ejemplo:
CH3CH2CH2CH3 CH3CH CH3
CH3
 Posición: si tienen los mismos grupos funcionales y cadena carbonada y sólo difieren en
la situación de los primeros a lo largo de ésta:
CH3CH2CH2OH CH3CH CH3
OH
 Función: si tienen distintos grupos funcionales:
CH3 C CH3
O
CH2 CH CH2OH
 Estereoisómeros: cuando las uniones entre los distintos átomos son idénticas pero cambia la
distribución tridimensional de los mismos de uno a otro. Pueden ser:
 Conformacionales: si son interconvertibles por rotación alrededor de enlaces sencillos:

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H H
CH3
H H
CH3
H H
CH3
CH3
H H
 Configuracionales: si no son interconvertibles por giro, y se clasifican en:
 Enantiómeros: que son aquellos no superponibles con su imagen especular:
H
Me
Et
Ph
H
Me
Ph
Et
 Diastereómeros: que son estereoisómeros configuracionales que no guardan relación de
imagen especular:
CH3
CH3
H OH
H Cl
CH3
CH3
OH H
H Cl
 Isómeros geométricos: con especial atención a los isómeros cis-trans en alquenos
C C
H
CH3 CH3
H
C C
H
CH3 H
CH3
(0,25 pto cada respuesta y ejemplo (4 tipos). Si también se menciona isomería óptica y se hace
correctamente, compensar eventuales fallos en otras categorías.
3
c) Por sencillos cálculos:
COOHCHmol
COOHCHmL
COOHCHmol
COOHCHmL 3
3
3
3 de02,0·
disol.de1000
de4,0
·disol.de50 

L
COOHmolCH
LV
moln
M
5,0
02,0
)(
)( 3
0,04 mol/L (0,5 pto)
d) Por otra parte el ácido acético es un ácido débil y necesitaríamos recurrir a cálculos de equilibrio,
así, llamando x a la concentración de ácido que reacciona:
xxxC
C
HCOOCHCOOHCH
eq
inic

 
04,0
0004,0.
33
Y teniendo en cuenta la constante de acidez:

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5
2
3
3
10·8,1
04,0][
]]·[[ 




x
x
COOHCH
HCOOCH
Ka
De la resolución de la ecuación de segundo grado correspondiente x=8,58·10-4
, y así
  4
10·58,8log]log[HpH 3,07 (0,75 pto)
e) El grado de disociación es la razón entre la cantidad disociada y la inicial, así:


04,0
10·58,8 4
.
.
inic
reacc
C
C
 0,021, o bien  =2,1% (0,75 pto)
4 Sean las reacciones conocidas:
molkJHlOHgOgH
molkJHgCOgOgrafC
molkJHgHCgHgrafC
/83,285)()(
2
1
)(
/51,393)()(.)(
/15,126)()(5.)(4
0
3222
0
222
0
11042



a) Y aplicando la ley de Hess:
0
tan,222104
0
3222
0
222
0
11042
)(5)(4)(
2
13
)(
)5(/83,285)()(
2
1
)(
)4(/51,393)()(.)(
)1(/15,126)()(5.)(4
obuCHlOHgCOgOgHC
molkJHlOHgOgH
molkJHgCOgOgrafC
molkJHgHCgHgrafC




Con lo que resulta  )83,285·(5)51,393·(4)15,126)·(1(0
tan, obucH -2877,04 kJ/mol (0,5 pto)
b) Por sencillos cálculos:
kJ
HmolC
kJ
HgC
HCmol
HCg 5
104104
104
104 10·49,1
1
04,2877
·
58
de1
·de3000 

Luego se obtendrían 1,49·105
kJ de energía calorífica. (0,5 pto)
c) Teniendo en cuenta las relaciones estequiométricas:
2
104
2
104
104
104 de2,336
de1
de
2
13
·
58
de1
·de3000 Omol
HCmol
Omol
HgC
HCmol
HCg 
Y, aplicando la ley de los gases ideales en condiciones normales de presión y temperatura:

1
273·082,0·2,336
p
nRT
V 7526,3 L de O2 (0,75 pto)
5 Considerando el equilibrio descrito:

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xxxn
n
gCgBgA
eq
inic
2312
012
)(2)(3)(
.


a) Teniendo en cuenta que el número de moles en equilibrio de B y C son iguales: 1-3x=2x, resulta
x=0,2, lo cuál permite el cálculo de los moles en equilibrio de cada especie:
molxn
molxn
molxn
C
B
A
4,02
4,031
8,12



Qué permite el cálculo de Kc aplicando la ley de acción de masas:
 
  



















 3
2
3
2
10
4,0
·
10
8,1
10
4,0
· BA
C
KC 138,9mol-2
·L2
(0,5 pto)
Y de su relación con Kp:
 
  )312
)573·082,0·(9,138)·( n
Cp RTKK 0,063 atm-2
(0,5 pto)
b) Aplicando la ley de los gases ideales ( TRnVp ···  ) sobre cada gas, resultaría:
pA=8,46 atm
pB=pC=1,88 at (1 pto)