EBAU CantabriaConvocatòria ordinaria

Química EBAU Cantabria 2024

Química — 2.º Bachillerato — Exercicis resolts amb explicació

Format de l'examen

1 hora 30 minutos
Tres bloques; elige 5 ejercicios (al menos uno de cada bloque)

Blocs temàtics

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

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8 exercicis a EureQuiz

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Exercicis de l'examen8 exercicis

EBAU CBR 2024 — Bloque 1 · Ej. 1 (a)Dificultat 3/5

EBAU CBR 2024 — Bloque 1 · Ej. 1 (a) — Hibridación del carbono en el $\text{CCl}_4$

Respecto a la molécula de tetracloruro de carbono ( $\text{CCl}_4$ ):

¿Qué tipo de hibridación presenta el átomo de carbono?

Dato: número atómico $Z(\text{C}) = 6$ .

sp^3

(tetraédrica)

sp^2

(trigonal plana)

sp

(lineal)

sp^3d

(bipirámide trigonal)

Veure solució

Resposta correcta — opció A

$sp^3$ (tetraédrica)

Correcto. El carbono forma 4 enlaces simples con 4 cloros (4 zonas de densidad electrónica) y no tiene pares solitarios: hibridación

sp^3

(geometría tetraédrica).

En el

\text{CCl}_4

, el átomo de carbono central forma cuatro enlaces simples C-Cl y no posee pares de electrones no enlazantes, por lo que tiene cuatro zonas de densidad electrónica. Para disponerlas a la máxima distancia angular (109,5°), el carbono adopta hibridación

sp^3

y la molécula resulta tetraédrica. Al ser una geometría simétrica, los cuatro dipolos C-Cl se cancelan y la molécula es apolar.

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EBAU CBR 2024 — Bloque 1 · Ej. 2 (a)Dificultat 3/5

EBAU CBR 2024 — Bloque 1 · Ej. 2 (a) — Configuración electrónica del aluminio

El aluminio tiene número atómico $Z = 13$ .

¿Cuál es su configuración electrónica en estado fundamental?

1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^1

1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^3

1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^3

1s^2\,2s^2\,2p^9

Veure solució

Resposta correcta — opció A

$1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^1$

Correcto. Con 13 electrones, siguiendo el orden de llenado:

1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^1

(suma

= 13

El aluminio (

Z = 13

) tiene 13 electrones. Siguiendo el principio de Aufbau (orden de energía creciente) y las capacidades de cada subnivel (

s

: 2,

p

: 6), la configuración fundamental es

1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^1

, que suma exactamente

2+2+6+2+1 = 13

electrones. El electrón diferenciador es el

3p^1

, lo que sitúa al aluminio en el grupo 13 (IIIA) y período 3, con un electrón desapareado.

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EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 3 (d)Dificultat 3/5

EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 3 (d) — Fuerza electromotriz de una pila Cu-Al

Se forma una pila con los pares $\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}$ y $\text{Al}^{3+}/\text{Al}$ , cuyos potenciales de reducción estándar son $E°(\text{Cu}^{2+}/\text{Cu}) = +0{,}35\ \text{V}$ y $E°(\text{Al}^{3+}/\text{Al}) = -1{,}65\ \text{V}$ .

¿Cuál es la fuerza electromotriz estándar de la pila?

E°_{pila} = 2{,}00\ \text{V}

E°_{pila} = -2{,}00\ \text{V}

E°_{pila} = 1{,}30\ \text{V}

E°_{pila} = 1{,}65\ \text{V}

Veure solució

Resposta correcta — opció A

$E°_{pila} = 2{,}00\ \text{V}$

Correcto.

E°_{pila} = E°_{cátodo} - E°_{ánodo} = 0{,}35 - (-1{,}65) = 2{,}00\ \text{V}

. El cobre (mayor potencial) es el cátodo y el aluminio el ánodo.

El electrodo de mayor potencial de reducción actúa de cátodo. Aquí el cobre (

+0{,}35\ \text{V}

) es el cátodo y el aluminio (

-1{,}65\ \text{V}

) el ánodo. La fuerza electromotriz estándar es

E°_{pila} = E°_{cátodo} - E°_{ánodo} = 0{,}35 - (-1{,}65) = 2{,}00\ \text{V}

. Al ser positiva, la reacción es espontánea: el aluminio se oxida y los iones

\text{Cu}^{2+}

se reducen.

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EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 5 (a)Dificultat 3/5

EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 5 (a) — Le Chatelier: temperatura en reacción exotérmica

Para la reacción en equilibrio: $4\text{NH}_3(g) + 3\text{O}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{N}_2(g) + 6\text{H}_2\text{O}(l), \quad \Delta H = -80\ \text{kJ}$

¿Cómo habría que modificar la temperatura para aumentar la proporción de nitrógeno molecular ( $\text{N}_2$ ) una vez alcanzado el equilibrio?

ADisminuir la temperatura

BAumentar la temperatura

CLa temperatura no influye

DMantener la temperatura constante

Veure solució

Resposta correcta — opció A

Disminuir la temperatura

Correcto. La reacción directa es exotérmica (

\Delta H < 0

). Al disminuir la temperatura, el equilibrio se desplaza hacia los productos (hacia el

\text{N}_2

), aumentando su proporción.

La reacción directa es exotérmica (

\Delta H = -80\ \text{kJ} < 0

): libera calor, que puede considerarse un "producto" más. Por el principio de Le Chatelier, al disminuir la temperatura el sistema responde desplazándose en el sentido que genera calor, es decir, hacia los productos. Esto aumenta la proporción de

\text{N}_2

formado. Por el contrario, aumentar la temperatura desplazaría el equilibrio hacia los reactivos.

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EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 6 (a)Dificultat 3/5

EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 6 (a) — Solubilidad del hidróxido de magnesio

El hidróxido de magnesio $\text{Mg(OH)}_2$ es poco soluble, con producto de solubilidad $K_{ps} = 8{,}9\times10^{-12}$ .

¿Cuál es, aproximadamente, su solubilidad molar $s$ (moles disueltos por litro)?

s \approx 1{,}3\times10^{-4}\ \text{M}

s \approx 2{,}98\times10^{-6}\ \text{M}

s = 8{,}9\times10^{-12}\ \text{M}

s \approx 2{,}1\times10^{-4}\ \text{M}

Veure solució

Resposta correcta — opció A

$s \approx 1{,}3\times10^{-4}\ \text{M}$

Correcto.

\text{Mg(OH)}_2 \rightleftharpoons \text{Mg}^{2+} + 2\text{OH}^-

, así

K_{ps} = s\cdot(2s)^2 = 4s^3

s = \sqrt[3]{\dfrac{8{,}9\times10^{-12}}{4}} = \sqrt[3]{2{,}225\times10^{-12}} \approx 1{,}3\times10^{-4}\ \text{M}

El equilibrio de disolución es

\text{Mg(OH)}_2(s) \rightleftharpoons \text{Mg}^{2+}(aq) + 2\text{OH}^-(aq)

. Si se disuelven

s

mol/L, entonces

[\text{Mg}^{2+}] = s

[\text{OH}^-] = 2s

. El producto de solubilidad es

K_{ps} = [\text{Mg}^{2+}][\text{OH}^-]^2 = s\cdot(2s)^2 = 4s^3

. Despejando:

s = \sqrt[3]{\dfrac{K_{ps}}{4}} = \sqrt[3]{\dfrac{8{,}9\times10^{-12}}{4}} = \sqrt[3]{2{,}225\times10^{-12}} \approx 1{,}3\times10^{-4}\ \text{M}

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EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 7 (a)Dificultat 3/5

EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 7 (a) — pH de un ácido fuerte (HCl)

La disolución A es ácido clorhídrico (HCl) $0{,}15\ \text{M}$ .

Teniendo en cuenta que el HCl es un ácido fuerte (se disocia totalmente), ¿cuál es el pH de la disolución A?

\text{pH} \approx 0{,}82

\text{pH} \approx 1{,}82

\text{pH} = 0{,}15

\text{pH} \approx 13{,}18

Veure solució

Resposta correcta — opció A

$\text{pH} \approx 0{,}82$

Correcto. Al ser ácido fuerte,

[\text{H}^+] = 0{,}15\ \text{M}

\text{pH} = -\log(0{,}15) \approx 0{,}82

El ácido clorhídrico es un ácido fuerte y monoprótico, por lo que se disocia totalmente:

\text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^-

. La concentración de protones es igual a la del ácido:

[\text{H}^+] = 0{,}15\ \text{M}

. El pH es

\text{pH} = -\log[\text{H}^+] = -\log(0{,}15) \approx 0{,}82

, un valor muy ácido, coherente con un ácido fuerte concentrado.

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EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 8 (c)Dificultat 3/5

EBAU CBR 2024 — Bloque 2 · Ej. 8 (c) — Efecto de un catalizador

Se añade un catalizador a una reacción química. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera?

ALa energía de activación disminuye

BLa entalpía de la reacción aumenta

CLa reacción se hace más espontánea

DEl equilibrio se desplaza hacia los productos

Veure solució

Resposta correcta — opció A

La energía de activación disminuye

Correcto. El catalizador disminuye la energía de activación de la reacción (ofrece un camino alternativo más fácil), acelerándola.

Un catalizador proporciona un camino de reacción alternativo con una energía de activación menor, lo que acelera la reacción (aumenta la velocidad). Sin embargo, NO modifica la termodinámica del proceso: la entalpía (

\Delta H

), la energía libre (

\Delta G

) y la posición del equilibrio permanecen inalteradas, porque el catalizador acelera por igual las reacciones directa e inversa. El equilibrio simplemente se alcanza en menos tiempo.

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EBAU CBR 2024 — Bloque 3 · Ej. 9 (a)Dificultat 3/5

EBAU CBR 2024 — Bloque 3 · Ej. 9 (a) — Isomería de cadena

¿Es verdadera la siguiente afirmación?

"El cis-but-2-eno y el metilpropeno (2-metilpropeno) son compuestos isómeros."

AVerdadera: ambos son

\text{C}_4\text{H}_8

con distinta estructura

BFalsa: tienen fórmulas moleculares diferentes

CFalsa: son el mismo compuesto

DFalsa: ninguno presenta isomería

Veure solució

Resposta correcta — opció A

Verdadera: ambos son $\text{C}_4\text{H}_8$ con distinta estructura

Correcto. Verdadera: ambos tienen la fórmula molecular

\text{C}_4\text{H}_8

pero distinta estructura, así que son isómeros (de cadena/posición).

Dos compuestos son isómeros cuando comparten la misma fórmula molecular pero difieren en su estructura. El cis-but-2-eno (

\text{CH}_3\text{-CH=CH-CH}_3

) y el 2-metilpropeno (

\text{CH}_2\text{=C(CH}_3)_2

) tienen ambos la fórmula molecular

\text{C}_4\text{H}_8

(cuatro carbonos y ocho hidrógenos), pero distinta disposición de los átomos (uno es de cadena lineal con el doble enlace en posición 2 y el otro es ramificado). Por tanto, la afirmación es verdadera: son isómeros.

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