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Código: R-EDU01-02-27 Versión: 1.0 Aprobado por: Luis Fernández Aprobado el: 15/09/11
Curso 2º BAC Asignatura QUÍMICA Evaluación 2ª Evaluación
Fecha 12-02-2016 Profesor Carmen Jiménez Alonso Recuperación
En cada pregunta constará la puntuación máxima que el alumno puede conseguir y se archivará un modelo de este examen.
Pregunta 1.- (2p)
La siguiente reacción no ajustada: CH3OH (l) + O2 (g)  H2O (l) + CO2 (g) es exotérmica a 25 ºC.
a) Escriba la expresión para la constante de equilibrio Kp de la reacción indicada.
b) Razone como afecta al equilibrio un aumento de la temperatura.
c) Razone cómo afecta a la cantidad de CO2 desprendido un aumento de la cantidad de CH3OH
(l).
d) Justifique cómo se modifica el equilibrio si se elimina CO2 del reactor.
SOLUCIÓN
End.
a) CH3OH (l) + 3/2 O2 (g)  H2O (l) + CO2 (g) Es un equilibrio heterogéneo, por tanto solo
Exot.
influyen en él, los gases:
P (CO2)
Kp =
P (O2)3/2
b) Modificar la temperatura significa modificar el valor de las constantes. Por otro lado si
subimos la temperatura, se favorecerá a la reacción endotérmica, por tanto el equilibrio se
desplazará hacia reactivos aumentando la concentración de O2, lo que hace que la Kp
disminuya.
c) Según le Chatelier si aumentamos cantidad de reactivos el equilibrio se desplazará en el
sentido de anular dicho efecto, aumentando la cantidad de CO2
d) Si se elimina CO2, el equilibrio se desplazará en el sentido de anular dicho efecto (Le
Chatelier), es decir, se desplazará en el sentido de formar más CO2, hacia la derecha
(productos)
Pregunta 2.- (2p)
Considere las siguientes bases orgánicas y sus valores de pKb indicados en la tabla:
a) Justifique cuál es la base más débil.
b) Calcule razonadamente la Ka del ácido
conjugado de mayor fortaleza.
c) Si se preparan disoluciones de igual
concentración de dichas bases, justifique cuál
de ellas será la de mayor pH.
d) Escriba la reacción entre el hidróxido de sodio y el ácido etanoico. Indique el tipo de reacción
y nombre el producto obtenido.
SOLUCIÓN
Lo primero que hacemos es pasar los valores de pKb a valores de Kb:
Hidracina  PKb = 5,77  Kb = 1,69 · 10-6
Piridina  pKb = 8,75  Kb = 1,78 · 10-9
Hidroxilamina  pKb = 7,97  Kb = 1,07 · 10-8
Nombre del alumno
Hidracina PKb = 5,77
Piridina pKb = 8,75
Hidroxilamina pKb = 7,97
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Con estos datos respondemos.
a) La base más débil es la que tiene la Kb más baja, es decir, la Piridina (Kb = 1,78 x 10-9
)
b) El ácido conjugado de mayor fortaleza corresponde al conjugado de la base más débil, es
decir, al ácido conjugado de la Piridina: Kw 10-14
Ka = = = 5,61·10-6
Kb 1,78 x 10-9
c) La base con mayor valor de pH, es la base de mayor fortaleza, es decir, la de mayor valor de
Kb, la Hidracina (Kb = 1,70 x 10-6
)
d) NaOH + CH3 – COOH CH3 – COONa + H2O Reacción de neutralización
Sal etanoato sódico
Pregunta 3.- (2p)
Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Una mezcla formada por volúmenes iguales de disoluciones de igual concentración de un
ácido y una base determina siempre una neutralización, en una reacción mol a mol.
b) Cuando se duplica la concentración de protones de la disolución, su pH se reduce a la mitad
c) La constante de acidez de HA es menor que la constante de basicidad de su base conjugada.
d) Si se diluye la disolución de un ácido, su grado de disociación permanece constante
SOLUCIÓN
a) Cierto. Según lo dicho hay los mismos moles de ácido que de base, por tanto reaccionarán
entre sí (desapareciendo), para dar la sal correspondiente y el agua
b) Falso. Si consideramos [H3O+
] = 0,1 M  pH = 1. Si ahora duplicamos la concentración de
protones [H3O+
] = 2 · 0,1 = 0,2 M  pH = 0,698 = 0,7. Como se ve, el pH se hace menor pero
no se reduce a la mitad.
c) Falso. Dependerá del valor de la Ka. Si Ka > 10-7
, entonces Ka>Kb.
Por ejemplo: Ka = 10-6
Kb=10-14
/10-6
= 10-8
. En este caso Ka > Kb. Si Ka < 10-7
, entonces Ka <
Kb. Por ejemplo: Ka = 10-8
 Kb = 10-14
/10-8
= 10-6
. En este caso Ka < Kb.
d) Falso. El grado de disociación depende de la concentración: x = Mα  α = x/M. Como se ve
en la expresión α y M son inversamente proporcionales, por tanto, si se diluye la disolución
se hace menor la M y por tanto α aumentará
Pregunta 4.- (2p)
Se introduce una cierta cantidad de cloruro de amonio sólido en un reactor de 300 mL. Cuando se
calienta a 500 K, se alcanza el equilibrio NH4Cl (s)  HCl (g) + NH3 (g) y la presión total en el interior
del recipiente es 16,4 atm. Determine:
a) Los valores de Kc y Kp de esta reacción a 500 K (0,75p)
b) La variación de entalpía de la reacción del enunciado (0,75p)
c) Justifique si la reacción será espontánea a temperaturas altas o bajas (0,5p)
Datos.- AHfº (Kj·mol-1
): NH4Cl (s) = -314,6; HCl (g) = -92,3; NH3 (g) = -45,9
SOLUCIÓN
a) NH4Cl (s)  HCl (g) + NH3 (g)
C – x x x
Como es un equilibrio heterogéneo solo influyen los gases, que como se ve en la reacción
tendrán los mismos moles (x).
16,4 · 0,3
Calculamos los moles totales de gases, aplicando la fórmula PT · V = nT · R · T; nT =
=
0,082 · 500
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0,12 moles; 0,12 = 2x; x= 0,06 moles de HCl y 0,06 moles de NH3.
Como es un equilibrio heterogéneo, las constantes solo dependen de los gases, por tanto
Tendremos:
Kc = [HCl][NH3]; Kc = (0,06/0,3)2
= 0,04; Kp = Kc · (R·T)An
; Kp = 0,04 ( 0,082 · 500)2
= 67,24
b) AHº = Σ n · AHºf productos – Σ n · AHºf reactivos = (-92,3 – 45;9 ) – (-314,6) = 176,4 KJ.
Proceso endotérmico.
c) AS >0. Como se ve el proceso tiende a desorden, ya que en reactivos no hay gases y en
productos sí. Para que un proceso sea espontáneo AGº < 0. AGº = AHº - T·ASº = (+) - [(+)·(+)].
AGº = (+) + (-). Para que el proceso sea espontáneo, es necesario que la temperatura sea alta,
ya que de esta forma T·ASº > AHº
Pregunta 5.- (2p)
Se preparan dos disoluciones, una con 1,61 g de ácido metanoico (HCOOH) en agua hasta un
volumen de 100 cm3
y otra de HCl, de igual volumen y concentración. Calcule:
a) Grado de disociación del ácido metanoico.
b) El valor del pH de las dos disoluciones.
c) El volumen de hidróxido de potasio 0,15 M para alcanzar el punto de equivalencia
(neutralización), de la disolución del ácido metanoico.
d) El valor de la Kb de la base conjugada del ácido metanoico.
DATOS. Ka= 1,8 · 10-4
. Masas atómicas: H = 1; C = 12; O = 16.
SOLUCIÓN
Lo primero que hay que hacer es calcular la concentración molar de ambos ácidos. La M.M HCOOH =
46 g·mol-1
.
1,61 g/46 g·mol-1
M = 0 0,35 M. La concentración de HCl será la misma, es decir, 0,35 M
0,1 L
a) HCOOH + H2O  HCOO-
+ H3O+
0,35 – x x x Como x = 0,35α, tendremos:
0,35 – 0,35α 0,35α 0,35α
[HCOO-
] · [ H3O+
] (0,35α)2
0,35 α2
Ka = ; 1,8·10-4
= ; 1,8·10-4
=
[HCOOH] 0,35 (1-α) 1-α
Operando sale: 0,35 α2
+ 1,8·10-4
α - 1,8·10-4
= 0; Resolviendo la ecuación de 2º grado, tenemos
α =0,022
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b) pH (metanoico) = -log [H3O+
] = -log (0,35 · 0,022)= 2,11.
El HCl es un ácido fuerte, se disocia todo, por tanto:
HCl + H2O  Cl-
+ H3O+
0,35 M 0,35 M  pH = -log [H3O+
] = -log 0,35 = 0,45
c) HCOOH + KOH  HCOOK + H2O
0,1 L V???
0,35 M 0,15M
Como la reacción es mol a mol, calculamos los moles del ácido, que tendrán que ser los
mismos que los de la base para que se de la neutralización.
Moles HCOOH
0,35 M = ; Moles HCOOH = 0,035 = moles KOH:
0,1 L
0,035
0,15 M = ; V = 0,2333L = 233,3 mL
V
d)
Ka · Kb = KW  Kb = 10-14
/1,8 · 10-4
; Kb = 5,55 · 10-11
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  • 1. Código: R-EDU01-02-27 Versión: 1.0 Aprobado por: Luis Fernández Aprobado el: 15/09/11 Curso 2º BAC Asignatura QUÍMICA Evaluación 2ª Evaluación Fecha 12-02-2016 Profesor Carmen Jiménez Alonso Recuperación En cada pregunta constará la puntuación máxima que el alumno puede conseguir y se archivará un modelo de este examen. Pregunta 1.- (2p) La siguiente reacción no ajustada: CH3OH (l) + O2 (g)  H2O (l) + CO2 (g) es exotérmica a 25 ºC. a) Escriba la expresión para la constante de equilibrio Kp de la reacción indicada. b) Razone como afecta al equilibrio un aumento de la temperatura. c) Razone cómo afecta a la cantidad de CO2 desprendido un aumento de la cantidad de CH3OH (l). d) Justifique cómo se modifica el equilibrio si se elimina CO2 del reactor. SOLUCIÓN End. a) CH3OH (l) + 3/2 O2 (g)  H2O (l) + CO2 (g) Es un equilibrio heterogéneo, por tanto solo Exot. influyen en él, los gases: P (CO2) Kp = P (O2)3/2 b) Modificar la temperatura significa modificar el valor de las constantes. Por otro lado si subimos la temperatura, se favorecerá a la reacción endotérmica, por tanto el equilibrio se desplazará hacia reactivos aumentando la concentración de O2, lo que hace que la Kp disminuya. c) Según le Chatelier si aumentamos cantidad de reactivos el equilibrio se desplazará en el sentido de anular dicho efecto, aumentando la cantidad de CO2 d) Si se elimina CO2, el equilibrio se desplazará en el sentido de anular dicho efecto (Le Chatelier), es decir, se desplazará en el sentido de formar más CO2, hacia la derecha (productos) Pregunta 2.- (2p) Considere las siguientes bases orgánicas y sus valores de pKb indicados en la tabla: a) Justifique cuál es la base más débil. b) Calcule razonadamente la Ka del ácido conjugado de mayor fortaleza. c) Si se preparan disoluciones de igual concentración de dichas bases, justifique cuál de ellas será la de mayor pH. d) Escriba la reacción entre el hidróxido de sodio y el ácido etanoico. Indique el tipo de reacción y nombre el producto obtenido. SOLUCIÓN Lo primero que hacemos es pasar los valores de pKb a valores de Kb: Hidracina  PKb = 5,77  Kb = 1,69 · 10-6 Piridina  pKb = 8,75  Kb = 1,78 · 10-9 Hidroxilamina  pKb = 7,97  Kb = 1,07 · 10-8 Nombre del alumno Hidracina PKb = 5,77 Piridina pKb = 8,75 Hidroxilamina pKb = 7,97 Página 1 de 4
  • 2. Código: R-EDU01-02-27 Versión: 1.0 Aprobado por: Luis Fernández Aprobado el: 15/09/11 Con estos datos respondemos. a) La base más débil es la que tiene la Kb más baja, es decir, la Piridina (Kb = 1,78 x 10-9 ) b) El ácido conjugado de mayor fortaleza corresponde al conjugado de la base más débil, es decir, al ácido conjugado de la Piridina: Kw 10-14 Ka = = = 5,61·10-6 Kb 1,78 x 10-9 c) La base con mayor valor de pH, es la base de mayor fortaleza, es decir, la de mayor valor de Kb, la Hidracina (Kb = 1,70 x 10-6 ) d) NaOH + CH3 – COOH CH3 – COONa + H2O Reacción de neutralización Sal etanoato sódico Pregunta 3.- (2p) Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: a) Una mezcla formada por volúmenes iguales de disoluciones de igual concentración de un ácido y una base determina siempre una neutralización, en una reacción mol a mol. b) Cuando se duplica la concentración de protones de la disolución, su pH se reduce a la mitad c) La constante de acidez de HA es menor que la constante de basicidad de su base conjugada. d) Si se diluye la disolución de un ácido, su grado de disociación permanece constante SOLUCIÓN a) Cierto. Según lo dicho hay los mismos moles de ácido que de base, por tanto reaccionarán entre sí (desapareciendo), para dar la sal correspondiente y el agua b) Falso. Si consideramos [H3O+ ] = 0,1 M  pH = 1. Si ahora duplicamos la concentración de protones [H3O+ ] = 2 · 0,1 = 0,2 M  pH = 0,698 = 0,7. Como se ve, el pH se hace menor pero no se reduce a la mitad. c) Falso. Dependerá del valor de la Ka. Si Ka > 10-7 , entonces Ka>Kb. Por ejemplo: Ka = 10-6 Kb=10-14 /10-6 = 10-8 . En este caso Ka > Kb. Si Ka < 10-7 , entonces Ka < Kb. Por ejemplo: Ka = 10-8  Kb = 10-14 /10-8 = 10-6 . En este caso Ka < Kb. d) Falso. El grado de disociación depende de la concentración: x = Mα  α = x/M. Como se ve en la expresión α y M son inversamente proporcionales, por tanto, si se diluye la disolución se hace menor la M y por tanto α aumentará Pregunta 4.- (2p) Se introduce una cierta cantidad de cloruro de amonio sólido en un reactor de 300 mL. Cuando se calienta a 500 K, se alcanza el equilibrio NH4Cl (s)  HCl (g) + NH3 (g) y la presión total en el interior del recipiente es 16,4 atm. Determine: a) Los valores de Kc y Kp de esta reacción a 500 K (0,75p) b) La variación de entalpía de la reacción del enunciado (0,75p) c) Justifique si la reacción será espontánea a temperaturas altas o bajas (0,5p) Datos.- AHfº (Kj·mol-1 ): NH4Cl (s) = -314,6; HCl (g) = -92,3; NH3 (g) = -45,9 SOLUCIÓN a) NH4Cl (s)  HCl (g) + NH3 (g) C – x x x Como es un equilibrio heterogéneo solo influyen los gases, que como se ve en la reacción tendrán los mismos moles (x). 16,4 · 0,3 Calculamos los moles totales de gases, aplicando la fórmula PT · V = nT · R · T; nT = = 0,082 · 500 Página 2 de 4
  • 3. Código: R-EDU01-02-27 Versión: 1.0 Aprobado por: Luis Fernández Aprobado el: 15/09/11 0,12 moles; 0,12 = 2x; x= 0,06 moles de HCl y 0,06 moles de NH3. Como es un equilibrio heterogéneo, las constantes solo dependen de los gases, por tanto Tendremos: Kc = [HCl][NH3]; Kc = (0,06/0,3)2 = 0,04; Kp = Kc · (R·T)An ; Kp = 0,04 ( 0,082 · 500)2 = 67,24 b) AHº = Σ n · AHºf productos – Σ n · AHºf reactivos = (-92,3 – 45;9 ) – (-314,6) = 176,4 KJ. Proceso endotérmico. c) AS >0. Como se ve el proceso tiende a desorden, ya que en reactivos no hay gases y en productos sí. Para que un proceso sea espontáneo AGº < 0. AGº = AHº - T·ASº = (+) - [(+)·(+)]. AGº = (+) + (-). Para que el proceso sea espontáneo, es necesario que la temperatura sea alta, ya que de esta forma T·ASº > AHº Pregunta 5.- (2p) Se preparan dos disoluciones, una con 1,61 g de ácido metanoico (HCOOH) en agua hasta un volumen de 100 cm3 y otra de HCl, de igual volumen y concentración. Calcule: a) Grado de disociación del ácido metanoico. b) El valor del pH de las dos disoluciones. c) El volumen de hidróxido de potasio 0,15 M para alcanzar el punto de equivalencia (neutralización), de la disolución del ácido metanoico. d) El valor de la Kb de la base conjugada del ácido metanoico. DATOS. Ka= 1,8 · 10-4 . Masas atómicas: H = 1; C = 12; O = 16. SOLUCIÓN Lo primero que hay que hacer es calcular la concentración molar de ambos ácidos. La M.M HCOOH = 46 g·mol-1 . 1,61 g/46 g·mol-1 M = 0 0,35 M. La concentración de HCl será la misma, es decir, 0,35 M 0,1 L a) HCOOH + H2O  HCOO- + H3O+ 0,35 – x x x Como x = 0,35α, tendremos: 0,35 – 0,35α 0,35α 0,35α [HCOO- ] · [ H3O+ ] (0,35α)2 0,35 α2 Ka = ; 1,8·10-4 = ; 1,8·10-4 = [HCOOH] 0,35 (1-α) 1-α Operando sale: 0,35 α2 + 1,8·10-4 α - 1,8·10-4 = 0; Resolviendo la ecuación de 2º grado, tenemos α =0,022 Página 3 de 4
  • 4. Código: R-EDU01-02-27 Versión: 1.0 Aprobado por: Luis Fernández Aprobado el: 15/09/11 b) pH (metanoico) = -log [H3O+ ] = -log (0,35 · 0,022)= 2,11. El HCl es un ácido fuerte, se disocia todo, por tanto: HCl + H2O  Cl- + H3O+ 0,35 M 0,35 M  pH = -log [H3O+ ] = -log 0,35 = 0,45 c) HCOOH + KOH  HCOOK + H2O 0,1 L V??? 0,35 M 0,15M Como la reacción es mol a mol, calculamos los moles del ácido, que tendrán que ser los mismos que los de la base para que se de la neutralización. Moles HCOOH 0,35 M = ; Moles HCOOH = 0,035 = moles KOH: 0,1 L 0,035 0,15 M = ; V = 0,2333L = 233,3 mL V d) Ka · Kb = KW  Kb = 10-14 /1,8 · 10-4 ; Kb = 5,55 · 10-11 Página 4 de 4