EvAU AragónConvocatòria ordinaria

Química EvAU Aragón 2024

Química — 2.º Bachillerato — Exercicis resolts amb explicació

Format de l'examen

1 hora 30 minutos
Elige 5 de 8 preguntas

Blocs temàtics

Estructura atómica y enlace
Química orgánica
Equilibrio químico
Cinética química
Electroquímica y reacciones redox

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Exercicis de l'examen10 exercicis

EvAU ARA 2024 — Pregunta 1 (redox)Dificultat 3/5

Cuando reacciona aluminio con clorato de potasio (KClO₃) en presencia de ácido clorhídrico se obtiene cloruro de aluminio, cloruro de potasio y agua. Si partimos de 15 g de aluminio y 400 mL de una disolución 0,5 M de clorato de potasio, ¿cuál es el reactivo limitante? Datos: masa atómica Al = 27. La semirreacción de reducción es $ClO_3^- + 6\,H^+ + 6\,e^- \rightarrow Cl^- + 3\,H_2O$ y la de oxidación $Al \rightarrow Al^{3+} + 3\,e^-$ .

AEl clorato de potasio (KClO₃)

BEl aluminio (Al)

CAmbos se consumen exactamente (estequiométricos)

DEl ácido clorhídrico (HCl)

Veure solució

Resposta correcta — opció A

El clorato de potasio (KClO₃)

¡Correcto! n(Al) = 15/27 = 0,556 mol y n(KClO₃) = 0,400·0,5 = 0,200 mol. Ajustando electrones (2 Al ceden 6 e⁻ por cada ClO₃⁻ que capta 6 e⁻), la relación es 2 Al : 1 ClO₃⁻. Para 0,200 mol de ClO₃⁻ harían falta 0,400 mol de Al, y hay 0,556: sobra Al, así que el KClO₃ es el limitante.

n(Al) = 15/27 = 0,556 mol; n(KClO₃) = 0,400 L · 0,5 M = 0,200 mol. La reacción ajustada por ion-electrón da 2 Al + ClO₃⁻ + 6 H⁺ → 2 Al³⁺ + Cl⁻ + 3 H₂O (relación 2 Al : 1 ClO₃⁻). Para consumir los 0,200 mol de ClO₃⁻ harían falta 0,400 mol de Al, pero hay 0,556 mol: el aluminio sobra y el KClO₃ es el reactivo limitante.

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 2 (espontaneidad redox)Dificultat 3/5

Considere la reacción sin ajustar $NO + I_2 + H_2O \rightleftharpoons HNO_3 + HI$ con los potenciales estándar de reducción $\varepsilon°(NO_3^-/NO) = +0,96$ V y $\varepsilon°(I_2/I^-) = +0,53$ V. ¿En qué sentido transcurre espontáneamente y qué especie se reduce?

AHacia la izquierda; se reduce el NO₃⁻ (HNO₃ → NO)

BHacia la derecha; se reduce el I₂ y se oxida el NO

CHacia la izquierda; se reduce el I₂ y se oxida el NO₃⁻

DHacia la derecha; el agua es el agente oxidante

Veure solució

Resposta correcta — opció A

Hacia la izquierda; se reduce el NO₃⁻ (HNO₃ → NO)

¡Correcto! El par con mayor potencial de reducción (NO₃⁻/NO, +0,96 V) se reduce y el de menor (I₂/I⁻, +0,53 V) se oxida. Como el NO₃⁻ está a la derecha en la ecuación escrita, el sentido espontáneo es hacia la izquierda: se reduce el HNO₃ (NO₃⁻ → NO) y se oxida el HI (I⁻ → I₂).

El par con mayor potencial de reducción, NO₃⁻/NO (+0,96 V), se reduce; el par I₂/I⁻ (+0,53 V), de menor potencial, se invierte y se oxida (I⁻ → I₂). E°pila = 0,96 − 0,53 = +0,43 V > 0, espontáneo. Como en la ecuación escrita el NO₃⁻ está a la derecha y debe reducirse, el sentido espontáneo es hacia la izquierda: se reduce el HNO₃ (oxidante) y se oxida el HI (reductor).

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 3 (producto de solubilidad)Dificultat 3/5

La solubilidad en agua del MgF₂ a 25 ºC es de 2,71·10⁻³ M. Para el equilibrio $MgF_2\,(s) \rightleftharpoons Mg^{2+} + 2\,F^-$ , ¿cuál es el valor de su producto de solubilidad (Kps)?

AKps = 7,96·10⁻⁸

BKps = 2,21·10⁻⁸

CKps = 7,34·10⁻⁶

DKps = 1,47·10⁻⁵

Veure solució

Resposta correcta — opció A

Kps = 7,96·10⁻⁸

¡Correcto! [Mg²⁺] = s = 2,71·10⁻³ M y [F⁻] = 2s = 5,42·10⁻³ M. Kps = [Mg²⁺]·[F⁻]² = s·(2s)² = 4s³ = 4·(2,71·10⁻³)³ = 7,96·10⁻⁸.

Para MgF₂ (s) ⇌ Mg²⁺ + 2 F⁻, si s es la solubilidad molar: [Mg²⁺] = s = 2,71·10⁻³ M y [F⁻] = 2s = 5,42·10⁻³ M. Kps = [Mg²⁺]·[F⁻]² = s·(2s)² = 4s³ = 4·(2,71·10⁻³)³ ≈ 7,96·10⁻⁸.

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 4 (cinética: orden de reacción)Dificultat 3/5

Para la reacción $2A\,(g) + B\,(g) \rightarrow C\,(g)$ a 300 K se obtienen estos datos: al duplicar [A] manteniendo [B] constante, la velocidad se cuadruplica; al duplicar [B] manteniendo [A] constante, la velocidad no cambia. ¿Cuál es la ecuación de velocidad y el orden total?

Av = k·[A]²; orden total = 2

Bv = k·[A]²·[B]; orden total = 3

Cv = k·[A]·[B]; orden total = 2

Dv = k·[A]²·[B]; orden total = 3 (según coeficientes)

Veure solució

Resposta correcta — opció A

v = k·[A]²; orden total = 2

¡Correcto! Si al duplicar [A] la velocidad ×4 = 2², el orden respecto a A es 2. Si al duplicar [B] la velocidad no cambia, el orden respecto a B es 0. v = k·[A]²; orden total = 2.

Al duplicar [A] con [B] fija, v ×4 = 2² → orden respecto a A = 2. Al duplicar [B] con [A] fija, v no cambia = 2⁰ → orden respecto a B = 0. Por tanto v = k·[A]²·[B]⁰ = k·[A]² y el orden total es 2. Los órdenes son experimentales y no derivan de los coeficientes estequiométricos.

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 5 (estructura atómica y enlace)Dificultat 3/5

Considere los elementos X (Z = 56) e Y (Z = 16). ¿Cuál es la fórmula del compuesto que forman y por qué?

AXY (cationes X²⁺ y aniones Y²⁻)

BXY₂ (cationes X²⁺ y aniones Y⁻)

CX₂Y (cationes X⁺ y aniones Y²⁻)

DX₂Y₃ (cationes X³⁺ y aniones Y²⁻)

Veure solució

Resposta correcta — opció A

XY (cationes X²⁺ y aniones Y²⁻)

¡Correcto! X (Z = 56, bario, grupo 2) forma cationes X²⁺ e Y (Z = 16, azufre, grupo 16) forma aniones Y²⁻; al combinar cargas +2 y −2 la fórmula es XY (BaS).

X (Z = 56) es el bario, del grupo 2: pierde 2 electrones formando Ba²⁺. Y (Z = 16) es el azufre, del grupo 16: gana 2 electrones formando S²⁻. Para que el compuesto iónico sea neutro, las cargas +2 y −2 se compensan 1:1, dando la fórmula XY (BaS).

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 6 (geometría molecular, TRPECV)Dificultat 3/5

Según la teoría de repulsión de pares de electrones de la capa de valencia (TRPECV), ¿cuáles son las geometrías moleculares del SiCl₄ y del AsH₃? (El Si no tiene pares libres; el As tiene un par de electrones no compartido.)

ASiCl₄ tetraédrica; AsH₃ piramidal trigonal

BSiCl₄ tetraédrica; AsH₃ plana trigonal

CSiCl₄ plana cuadrada; AsH₃ piramidal trigonal

DSiCl₄ tetraédrica; AsH₃ lineal

Veure solució

Resposta correcta — opció A

SiCl₄ tetraédrica; AsH₃ piramidal trigonal

¡Correcto! SiCl₄ tiene 4 pares enlazantes y ningún par libre → geometría tetraédrica. AsH₃ tiene 3 pares enlazantes y 1 par libre → geometría piramidal trigonal (la electrónica es tetraédrica, pero la molecular es piramidal).

SiCl₄: el silicio tiene 4 pares enlazantes y ningún par libre, geometría tetraédrica (hibridación sp³, geometría electrónica = molecular). AsH₃: el arsénico tiene 3 pares enlazantes y 1 par libre; la geometría electrónica es tetraédrica, pero la molecular (solo átomos) es piramidal trigonal, porque el par libre ocupa un vértice sin átomo.

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 7 (termoquímica, ley de Hess)Dificultat 3/5

Para la reacción $3\,NO_2\,(g) + H_2O\,(l) \rightleftharpoons 2\,HNO_3\,(ac) + NO\,(g)$ , calcule su entalpía con la ley de Hess a partir de:

A: $2\,NO + O_2 \rightleftharpoons 2\,NO_2$ , ΔH° = −173 kJ B: $2\,N_2 + 5\,O_2 + 2\,H_2O \rightleftharpoons 4\,HNO_3$ , ΔH° = −255 kJ C: $N_2 + O_2 \rightleftharpoons 2\,NO$ , ΔH° = +181 kJ

¿Cuál es ΔH° de la reacción y de qué tipo es?

AΔH° = −138,5 kJ; exotérmica

BΔH° = +138,5 kJ; endotérmica

CΔH° = −71,5 kJ; exotérmica

DΔH° = +71,5 kJ; endotérmica

Veure solució

Resposta correcta — opció A

ΔH° = −138,5 kJ; exotérmica

¡Correcto! Combinando ½B − (3/2)A − ½C la entalpía resulta ΔH° = −138,5 kJ: como es negativa, la reacción es exotérmica.

Aplicando la ley de Hess y combinando las ecuaciones para reconstruir 3 NO₂ + H₂O → 2 HNO₃ + NO se obtiene ΔH° ≈ −138,5 kJ. Como la entalpía global es negativa, la reacción es exotérmica (libera calor). Al invertir o escalar cada ecuación intermedia hay que cambiar/multiplicar su ΔH° en consecuencia.

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 8 (equilibrio: relación entre Kc)Dificultat 3/5

Para la reacción A: $2\,NOBr\,(g) \rightleftharpoons 2\,NO\,(g) + Br_2\,(g)$ se tiene Kc(A) = 0,25. ¿Cuál es el valor de Kc para la reacción B: $NO\,(g) + \tfrac{1}{2}\,Br_2\,(g) \rightleftharpoons NOBr\,(g)$ ?

AKc(B) = 2

BKc(B) = 4

CKc(B) = 0,5

DKc(B) = 0,0625

Veure solució

Resposta correcta — opció A

Kc(B) = 2

¡Correcto! La reacción B es la inversa de A dividida entre 2. Al invertir, Kc se invierte (1/0,25 = 4); al dividir los coeficientes entre 2, se eleva a 1/2: Kc(B) = (1/0,25)^(1/2) = √4 = 2.

La reacción B es la inversa de A con los coeficientes divididos entre 2. Al invertir, la constante se invierte: 1/0,25 = 4. Al dividir los coeficientes entre 2, la constante se eleva a 1/2: Kc(B) = 4^(1/2) = √4 = 2.

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 9 (base débil)Dificultat 3/5

Se prepara una disolución acuosa 0,2 M de una base monoprótica (B⁻) cuyo pH es 11,38. ¿Cuál es el valor de su constante de basicidad (Kb)?

AKb = 2,88·10⁻⁵

BKb = 2,40·10⁻³

CKb = 2,88·10⁻⁹

DKb = 1,20·10⁻²

Veure solució

Resposta correcta — opció A

Kb = 2,88·10⁻⁵

¡Correcto! pOH = 14 − 11,38 = 2,62; [OH⁻] = 10⁻²·⁶² = 2,40·10⁻³ M. Kb = [OH⁻]²/([B⁻]₀ − [OH⁻]) ≈ (2,40·10⁻³)²/(0,2) = 2,88·10⁻⁵.

pOH = 14 − 11,38 = 2,62 → [OH⁻] = 10⁻²·⁶² = 2,40·10⁻³ M. En el equilibrio B⁻ + H₂O ⇌ HB + OH⁻, [HB] = [OH⁻]. Kb = [OH⁻]²/(C₀ − [OH⁻]) ≈ (2,40·10⁻³)²/0,2 = 2,88·10⁻⁵. El grado de disociación es α = 2,40·10⁻³/0,2 = 1,2 %.

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EvAU ARA 2024 — Pregunta 10 (hidrólisis de sales)Dificultat 3/5

Se neutraliza completamente una disolución de amoniaco (NH₃) con otra de ácido clorhídrico (HCl), formándose cloruro de amonio (NH₄Cl). ¿Cuál es el carácter (ácido, básico o neutro) de la disolución resultante?

AÁcida (pH < 7), porque el NH₄⁺ hidroliza

BNeutra (pH = 7)

CBásica (pH > 7), porque el NH₄⁺ aporta OH⁻

DBásica (pH > 7), porque el Cl⁻ hidroliza

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Resposta correcta — opció A

Ácida (pH < 7), porque el NH₄⁺ hidroliza

¡Correcto! El NH₄Cl es la sal de una base débil (NH₃) y un ácido fuerte (HCl). El catión NH₄⁺ hidroliza dando H₃O⁺, mientras que el Cl⁻ no hidroliza: la disolución es ácida (pH < 7).

El NH₄Cl es la sal de una base débil (NH₃) y un ácido fuerte (HCl). El catión NH₄⁺ es un ácido conjugado débil que hidroliza (NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺), liberando protones. El Cl⁻, base conjugada de un ácido fuerte, no hidroliza. Por tanto, la disolución neutralizada es ácida (pH < 7).

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