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Corrección del examen de Química Selectividad Junio 2017

CASTILLA-LA MANCHA Academia Osorio @Quimicapau

¡¡¡LO HEMOS VUELTO A CONSEGUIR!!! Los libros "Una química para todos" (tercera edición. Versión ampliada) y el

cuaderno de ejercicios. ¡¡ Buscando el 10!! han respondido al 100% de las preguntas de ambas opciones en el examen de Química Selectividad 2017 de

CASTILLA- LA MANCHA (A pesar de las numerosas erratas del examen)

Un año más el libro “Una Química Para Todos” ha conseguido responder a todas las preguntas de Selectividad en esta comunidad, hasta el punto de que estas soluciones son un “copia y pega” de los procedimientos, razonamientos y ejercicios del libro. Aprovecho la ocasión para dar las gracias a todas aquellas personas que se han animado a estudiar con esta metodología y a todos los mensajes de agradecimiento y apoyo a esta labor. La mejor recompensa es ver como conseguís mejorar vuestras notas y alcanzar todas vuestras metas académicas

A partir de Julio, la academia Osorio continuará su enseñanza especializada en Química y el lanzamiento en Septiembre de la siguiente edición de los libros “Una Química Para Todos” que incluirá todas las actualizaciones, novedades y mejoras para el curso 2017/18 con el objetivo de hacerlo lo más completo posible y seguir cumpliendo su meta de obtener las mejores calificaciones, facilitando el entendimiento de esta materia. Además de….¡¡ Nuevas asignaturas!!

“UNAS MATEMÁTICAS PARA TODOS” YA ESTÁ EN CAMINO…

www.unaquimicaparatodos.com

Atentamente, vuestro amigo y vecino: Pablo Osorio Lupiáñez

mailto:[email protected]

http://www.posorioquimica.blogspot.com.es/2014/09/examen-andalucia-septiembre-2014-opcion.html

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H2SO4 / 180°C

Opción A

a) CH3-CH=CH2 + HBr CH3-CHBr-CH3

Propeno bromuro de hidrógeno 2-bromopropano

Reacción de adición de bromuro de hidrógeno

b) CH3-CH2-CH2OH CH3-CH=CH2 + H2O

Propan-1-ol Propeno agua

Reacción de eliminación de un alcohol (deshidratación)

c) + HNO3 + H2O

Benceno ácido nítrico nitrobenceno agua

Reacción de sustitución



a) COCl2 (g) ⇄ CO (g) + Cl2 (g)

Moles iniciales

3 ∙ 10−2 0 0

Moles equilibrio

3 ∙ 10−2 − x x x

Concentraciones en el equilibrio

3 ∙ 10−2 − x 1,5

x 1,5

x 1,5

Puesto que conocemos el valor de la presión parcial del CO en el equilibrio (0,497 atm), podemos sacar el número de moles de CO, cuyo valor coincide con el valor de x:

𝑥 = 𝑛𝐶𝐶 =P𝐶𝐶 · VR · T

= 0,497 · 1,5

0,082 · 800= 𝟎,𝟎𝟎𝟎𝟎 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 𝑪𝑪

Obtenemos el valor de las presiones parciales para obtener el valor de Kp: P𝐶𝐶 = P𝐶𝐶2 = 0,497 𝑎𝑎𝑎

P𝐶𝐶𝐶𝐶2 =𝑛𝐶𝐶𝐶𝐶2 · R · T

V = (3 ∙ 10−2 − x) · R · T

V =0,0186 · 0,082 · 800

1,5 = 𝟎,𝟖𝟎𝟖 𝒂𝒂𝒎

𝐾𝑝 =P𝐶𝐶2 · P𝐶𝐶

P𝐶𝐶𝐶𝐶2=

0,497 · 0,497 0,815

= 𝟎,𝟎𝟎𝟎

b) El número total de moles en equilibrio:

3 ∙ 10−2 − x + x + x = 3 ∙ 10−2 + x = 3 ∙ 10−2 + 0,0113 = 𝟎,𝟎𝟎𝟎𝟎 𝐦𝐦𝐦𝐦𝐦 𝐭𝐦𝐭𝐭𝐦𝐦𝐦 c) El grado de disociación del gas fosgeno:

𝛼 = 𝑎𝑚𝐶𝑚𝑚 𝑑𝑑𝑚𝑚𝑑𝑑𝑎𝑑𝑚𝑚 (𝑥)

𝑎𝑚𝐶𝑚𝑚 𝑑𝑛𝑑𝑑𝑑𝑎𝐶𝑚𝑚=

0,01133 ∙ 10−2 = 𝟎,𝟎𝟑𝟖𝟖 (𝒅𝒅𝒎𝒎𝒅𝒅𝒂𝒅𝒎 𝟎𝟑,𝟖𝟖%)



a) Falso. Los metales son excelentes conductores tal y como justifica el modelo de gas de electrones, donde los electrones se mueven libremente y permiten el paso de la corriente.

b) Verdadera. En los compuestos iónicos, un enorme número de cationes y aniones se atraen mutuamente, dando lugar a una estructura tridimensional ordenada (cristal iónico). Esta perfecta ordenación justifica que se encuentren en estado sólido a temperatura ambiente con puntos de fusión medios y altos en función de su energía reticular.

c) Falso. La diferencia de electronegatividad existente entre un metal y un no metal hace que su unión se produzca mediante transferencia de electrones (enlace iónico) y no por compartición de ellos (enlace covalente).

d) Falso. Los compuestos iónicos son solubles en líquidos muy polares, como el agua. El agua, al ser una molécula polar, puede “introducirse” en la estructura reticular del cristal, “desmoronarla” y solvatar los iones.



Estudiaremos si las siguientes disoluciones generan un pH ácido, básico o neutro.

𝒂) 𝑵𝑵𝟎𝑪𝒎 → 𝑵𝑵𝟎+ + 𝑪𝒎−

- El ion Cl- procede del HCl (ácido fuerte) por lo que no experimentará reacción de hidrolisis.

- El ion NH4+ procede del NH3 (base débil) por lo que sí reaccionará con el agua:

𝑵𝑵𝟎+ + 𝑵𝟐𝑪 ⇄ 𝑵𝑵𝟎 + 𝐇𝟎𝐎

+ Disolución ácida. pH<7

𝒃) 𝑵𝑪𝒎 + 𝑵𝟐𝑪 → 𝑪𝒎− + 𝑵𝟎𝑪+ Disolución ácida. pH<7

𝒅) 𝑵𝒂𝑵𝑪𝟎 → 𝑵𝒂+ + 𝑵𝑪𝟎−

- El ion Na+ procede del NaOH (base fuerte) por lo que no experimentará reacción de hidrólisis.

- El ion NO3- procede del HNO3 (ácido fuerte) por lo que no experimenta reacción de hidrólisis.

Ninguno de los iones colabora a modificar el pH del agua, por lo tanto Disolución neutra. pH=7

A igualdad de concentración y teniendo en cuenta que el HCl es un ácido fuerte (se disocia por completo) generará un pH más ácido que la disolución de NH4Cl. Por lo tanto el orden de las disoluciones de menor a mayor pH es: HCl < NH4Cl < NaNO3



a) Falso. El sentido es el contrario. Los electrones perdidos en la oxidación que se produce en el ánodo son transferidos al cátodo (a través del hilo conductor) donde se emplearan para que se produzca la reacción de reducción.

b) Falso. Los electrones atraviesan el hilo conductor desde el ánodo hacia el cátodo pero no el puente salino, cuya función es cerrar el circuito y evitar la acumulación de cargas.

c) Verdadero. Una pila electroquímica consta de las siguientes partes:

Un electrodo donde se produce la Reducción, llamado Cátodo (polo positivo).

Un electrodo donde se produce la Oxidación, llamado Ánodo (polo negativo).



Opción B

a) Este apartado ha sido impugnada por errata. Personalmente opino que el hecho de anular este apartado no compensa el tiempo empleado por los estudiantes para intentar resolverla.

b)

𝑁𝑁3 + 𝑁2𝐶 ⇄ 𝑁𝑁4+ + 𝐶𝑁−

Conc. Inicial Co - 0 0

Conc. Equilibrio Co – x x x

Conc. Equilibrio Co – 10− 2,03 10− 2,03 10− 2,03 Conociendo el valor de x (10-2,03) y el valor de Kb (1,8∙10-5) podemos calcular la concentración inicial y posteriormente el grado de disociación:

𝐾𝑏 = [ 𝑁𝑁4+] ∙ [𝐶𝑁−]

[𝑁𝑁3 ]=

(10− 2,03)2

Co – 10− 2,03 = 1,8 ∙ 10−5 →

𝐂𝐦 =(10− 2,03)2

1,8 ∙ 10−5+ 10− 2,03 = 𝟎,𝟖𝟖 𝑴

∝ =𝐶𝑚𝑛𝑑𝑚𝑛𝑎𝐶𝑎𝑑𝑑ó𝑛 𝑑𝑑𝑚𝑚𝑑𝑑𝑎𝑑𝑎 (𝑥)𝐶𝑚𝑛𝑑𝑚𝑛𝑎𝐶𝑎𝑑𝑑ó𝑛 𝑑𝑛𝑑𝑑𝑑𝑎𝐶 (𝐶𝑜)

=10− 2,03

4,85 = 𝟎,𝟗𝟐 ∙ 𝟎𝟎−𝟎 (𝑑𝑑𝑚𝑚𝑑𝑑𝑎𝑑𝑚 0,192%)

𝑝𝐶𝑁 = 14 − 𝑝𝑁 = 14 − 11,97 = 2,03 [𝐶𝑁 −] = 10− 𝑝𝐶𝑝 = 𝟎𝟎− 𝟐,𝟎𝟎 𝑴



c) Calculamos la nueva concentración que tendrá al añadir 150 mL H2O a 100 mL de nuestra disolución de NH3 4,85 M:

𝑀𝑚𝐶𝑎𝐶𝑑𝑑𝑎𝑑 = 𝑎𝑚𝐶𝑚𝑚 𝑁𝑁𝐶3𝐿 𝑑𝑑𝑚𝑚𝐶𝑑𝑑𝑑ó𝑛

= 0,1 L · 4,85 M 0,15 𝐿 + 0,1 𝐿

= 𝟎,𝟗𝟎 𝐌

Conociendo el nuevo valor de la Co (1,94 M) y el valor de Kb (sigue siendo el mismo que en el apartado anterior), podemos calcular el pOH: 𝑁𝑁3 + 𝑁2𝐶 ⇄ 𝑁𝑁4+ + 𝐶𝑁−

Conc. Inicial 1.94 - 0 0

Conc. Equilibrio 1,94 – x x x

𝐾𝑏 = [ 𝑁𝑁4+] ∙ [𝐶𝑁−]

[𝑁𝑁3 ]=

𝑥 ∙ 𝑥1,94 − x

≈ 𝑥2

1,94= 1,8 ∙ 10−5 →

1,8 ∙ 10−5 ∙ 1,94 = 𝑥2 → 𝒙 = �(1,8 ∙ 10−5) ∙ 1,94 = 𝟖,𝟗𝟎 ∙ 𝟎𝟎−𝟎 M

𝒑𝑪𝑵 = − 𝐶𝑚𝑙 [𝐶𝑁 −] = − 𝐶𝑚𝑙 (5,91 ∙ 10−3) = 𝟐,𝟐𝟎



a) y b) Este apartado tiene una errata en la formulación de la reacción, obviaremos el error:

0 +1 +5 -2 +2 +5 -2 +2 -2 +1 -2 𝐶𝑑 + 𝑁𝑁𝐶3 → 𝐶𝑑(𝑁𝐶3)2 + 𝑁𝐶 + 𝑁2𝐶

Reductor Oxidación (↑n.o.)

Oxidante Reducción (↓n.o.)

Semirreacción de reducción: 𝑁𝐶3− + 4𝑁+ + 3𝑚− → 𝑁𝐶 + 2 𝑁2𝐶 𝑥2

Semirreacción de oxidación: 𝐶𝑑 → 𝐶𝑑2+ + 2𝑚− 𝑥3

𝟐 𝑁𝐶3− + 𝟖 𝑁+ + 6 𝑚− + 𝟎 𝐶𝑑 → 𝟐 𝑁𝐶 + 𝟎 𝑁2𝐶 + 𝟎 𝐶𝑑2+ + 6 𝑚−

Reacción Iónica ajustada

𝟎 𝐶𝑑 + 𝟖 𝑁𝑁𝐶3 → 𝟎 𝐶𝑑(𝑁𝐶3)2 + 𝟐 𝑁𝐶 + 𝟎 𝑁2𝐶

Reacción Molecular ajustada

5 𝐿 𝑁𝐶 ∙ 1 𝑎𝑚𝐶 𝑁𝐶22,4 𝐿 𝑁𝐶

∙ 8 𝑎𝑚𝐶 𝑁𝑁𝐶3

2 𝑎𝑚𝐶 𝑁𝐶∙

63 𝑙 𝑁𝑁𝐶31 𝑎𝑚𝐶 𝑁𝑁𝐶3

= 𝟖𝟓,𝟐𝟖 𝒈 𝑵𝑵𝑪𝟎



Apartado a) y b)

Puesto que periodo lo determina el número cuántico principal de la última capa y el grupo lo determina el subnivel en el que se encuentre el electrón diferenciador, podemos afirmar que:

A (electrón diferenciador en 2p1) se encuentra en el periodo 2 y grupo 13 y. Boro (B).

B (electrón diferenciador en 2p5) se encuentra en el periodo 2 y grupo 17. Fluor (F).

C (electrón diferenciador en 3s2) se encuentra en el periodo 3 y grupo 2 . Magnesio (Mg).

D (electrón diferenciador en 2p6) se encuentra en el periodo 2 y grupo 18. Neón (Ne).

c) Este apartado tiene una errata al preguntar un orden de electronegatividad para una serie de elementos entre los que se incluye un gas noble (al cual no se le asigna valores de electronegatividad). Obviaremos el error y procederemos a ordenarlos sin tenerlo en cuenta:

Los elementos B y F se encuentran en el mismo periodo, sin embargo F posee mayor número atómico (Z) con lo que tendrá una mayor tendencia a atraer hacia sí los electrones para formar enlace (más electronegativo). Por su parte, el Mg tiene una capa electrónica más y al ser un metal, tiene poca tendencia a atraer hacia sí los electrones para formar enlace (poco electronegativo). Por lo tanto: F > B > Mg

d) Los elementos B, F y Ne se encuentran en el mismo periodo, sin embargo Ne posee mayor número atómico (Z) con lo que atraerá más fuertemente los electrones periféricos y se requerirá mayo energía para arrancarlos (mayor energía de ionización). Por la misma justificación, el segundo sería el F y el tercero el B. Por su parte, el Mg tiene una capa electrónica más y al ser un al ser un metal y tener una tendencia a formar cationes para hacerse estable, se requiere poca energía para arrancarle un electrón (poca energía de ionización). Por lo tanto, el gas noble He es el que posee mayor potencial de ionización.



H2SO4

* *

a) Reacciones de eliminación (deshidratación): En presencia de un ácido (H2SO4), los alcoholes experimentan reacciones de deshidratación que, dependiendo de la temperatura, conducen a la formación de diferentes productos:

- A temperaturas altas, se produce la formación de un alqueno (doble enlace) con pérdida de una molécula de agua:

CH3 – CH2 – CH2OH → CH3 – CH = CH2 + H2O

b) Reacciones de adición. Podrían explicarse dos casos:

- Halogenación: Pérdida del doble enlace con adición de un halógeno (Cl, Br…) a ambos lados:

CH2 = CH – CH3 + Br2 → CH2Br – CHBr – CH3

- Adición de Haluros de Hidrógeno: Pérdida del doble enlace con adición de un Haluro de Hidrógeno (HCl, HBr…) a ambos lados:

CH2 = CH – CH3 + HBr → CH3 – CHBr – CH3

c) Reacciones de sustitución (Halogenación): Sustitución de un átomo de H del alcano por uno de halógeno (Cl, Br…).

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

El H va al átomo de C con más Hidrógenos y el halógeno al que menos (Regla de Markovnikov)

Es necesario un aporte externo de energía luminosa



Según el principio de Le Chatelier: “Cuando un sistema en equilibrio es perturbado desde el exterior modificando sus condiciones, se desplazará en el sentido (reactivos o productos) que tienda a contrarrestar dicha perturbación”.

De esta manera, al aumentar la temperatura, el sistema tratará de compensarlo favoreciendo la reacción que absorba esa energía (reacción endotérmica).

- En el caso a) el sentido endotérmico es el directo (→), así que el equilibrio se desplazará hacia dicho sentido favoreciendo la formación de productos.

- En el caso b) el sentido endotérmico es el inverso (←), así que el equilibrio se desplazará hacia dicho sentido favoreciendo la formación de reactivos.

- En el caso c) la reacción no experimenta variación de entalpía por lo tanto no se modificará el equilibrio al aumentar la temperatura.


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