Download pdf - QUÍMICA NIVEL MEDIO PRUEBA 3 · 2019-01-17 · (c) A continuación se dan el espectro IR, el espectro de masas y el espectro de 1H RMN de un compuesto desconocido, X, de fórmula

8810-6130 25 páginas

N10/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX

Viernes 12 de noviembre de 2010 (mañana)

QUÍMICA

NIVEL MEDIO

PRUEBA 3

INSTRUCCIONES PARA LOS ALUMNOS

• Escriba su número de convocatoria en las casillas de arriba.

• No abra esta prueba hasta que se lo autoricen.

• Conteste todas las preguntas de dos de las Opciones en los espacios provistos. Puede continuar

con sus respuestas en hojas de respuestas. Escriba su número de convocatoria en cada una de

las hojas de respuestas, y adjúntelas a este cuestionario de examen y a su portada empleando

los cordeles provistos.

• Cuando termine el examen, indique en las casillas correspondientes de la portada de su

examen las letras de las Opciones que ha contestado y la cantidad de hojas de respuestas que

ha utilizado.

1 hora

Número de convocatoria del alumno

0 0

© International Baccalaureate Organization 2010

8 8 1 0 6 1 3 0

0 1 2 5

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Opción A — Química analítica moderna

A1. Losquímicosdisponendeunaampliavariedaddetécnicasanalíticas.

(a) Indiquedosrazonesporlasqueelusodelastécnicasdelaquímicaanalíticaesimportanteenlasociedadactual.

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(b) Identifiquequétécnicaanalíticaseusafrecuentementepara

(i) separarunamezcladeazúcares.

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[1]

(ii) ladataciónisotópicacon14C.

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[1]

(iii) escanearelcuerpohumanoconelpropósitodedetectarenfermedadescomocánceryesclerosismúltiple.

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[1]

0 2 2 5

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Véase al dorso


A2. Laespectroscopíainfrarroja(IR)esunatécnicausadaampliamenteenquímicaanalítica.

(a) Describalosprincipiosoperativosdeunespectrómetroinfrarrojo(IR)dedoblehaz.

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[3]

(b) Explique qué sucede a nivel molecular cuando el dióxido de carbono, CO2, absorberadiaciónIR.

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[3]

(Esta pregunta continúa en la siguiente página)

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(Pregunta A2: continuación)

(c) AcontinuaciónsedanelespectroIR,elespectrodemasasyelespectrode1HRMNdeuncompuestodesconocido,X,defórmulamolecularC

3H6O2.

100

50

0

EspectroIRTransm

itancia%

A

B

C

4000 3000 2000 1500 1000 500Númerodeonda/cm–1

Espectrodemasas

Intensidadrelativa

100

80

60

40

20

0

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75m/z

Espectrode1HRMN

1

2

3

12 10 8 6 4 2 0 –2Desplazamientoquímico/ppm

[Fuente:SDBSWeb:http://riodb01.ibase.aist.go.jp/sdbs/(NationalInstituteofAdvancedIndustrialScienceandTechnology)]


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Véase al dorso


(Pregunta A2: continuación)

(i) IdentifiquelosenlacesresponsablesdelospicosA,ByCdelespectroIRdeX.

A: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

B: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

C: .............................................................

[2]

(ii) Del espectro demasas deX, deduzca a qué iones corresponden los valores dem/z74,45y29.

m/z= 74: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

m/z= 45: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

m/z= 29: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

[3]

(iii) Identifiqueelpicoa11,73ppmdelespectrode1HRMN.

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[1]

(iv) DeduzcalaestructuradeX. [1]

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A3. De acuerdo con las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS),laconcentraciónmáximadecationesplomo(II),Pb2+(aq),permitidaenelaguapotableesde0,001mgdm–3.Seanalizóelaguadelgrifodeunedificiousandoespectroscopíadeabsorciónatómica(AA)paradeterminarlaconcentracióndePb2+(aq).SecalibróunespectrómetrodeAAobteniéndoselossiguientesresultados.

[Pb2+

(aq)] / mg dm–3

Absorbancia

0,25 0,110

0,50 0,220

0,75 0,340

1,00 0,450

1,25 0,560

Muestra 0,170

Dibujelacurvadecalibraciónydeterminesielaguaestáonoestádentrodelaconcentraciónmáximapermitidadecationesplomo(II)recomendadaporlaOMS. [3]

Absorbancia

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

0 0,50 1,00[Pb2+(aq)]/mgdm–3

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Véase al dorso


Páginaenblanco

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Opción B — Bioquímica humana

B1. Losalimentoscomoelarroz,elpanylaspatatassonricosenhidratosdecarbono.Haytrestiposprincipalesdehidratosdecarbono–monosacáridos,disacáridosypolisacáridos.

(a) Laglucosa,C6H12O6

,esunmonosacárido.Cuandoseprodujolacombustióncompletade0,85gdeglucosaenuncalorímetro,latemperaturade200,10gdeaguaseelevódesde20,20 °C hasta27,55 °C .CalculeelvalorcalóricodelaglucosaenJg–1.

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[3]

(b) (i) Dibujelaestructuralinealdelaglucosa. [1]

(ii) Dibujelafórmulaestructuraldelaα-glucosa. [1]

(iii) Distingaentrelasestructurasdelaα-ylaβ-glucosa.

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[1]


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Véase al dorso


(Pregunta B1: continuación)

(iv) Dos moléculas de α-glucosa se condensan para formar el disacárido maltosa.Deduzcalaestructuradelamaltosa. [1]

(c) Unadelasprincipalesfuncionesdeloshidratosdecarbonoenelcuerpohumanoesladeserfuentedeenergía.Indiqueunafuncióndiferentedeunhidratodecarbono.

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[1]

B2. (a) ElácidolinoleicoesunácidograsoesencialcuyafórmulasedaenlaTabla22delCuadernillodeDatos.Determinelamasadeyodo,I2,quereaccionacon100gdeácidolinoleico.

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[3]

(b) Lasgrasas,comolamantequilla,sontriglicéridossólidos.Expliqueporquélasgrasastienenmayorvalorcalóricoqueloshidratosdecarbono.

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[1]

(c) LafórmuladelácidoesteáricotambiénsedaenlaTabla22delCuadernillodeDatos.Explique por qué el punto de fusión del ácido linoleico es menor que el del ácidoesteárico.

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B3. Las hormonas esteroides como el estradiol, la progesterona y la testosterona tienenunaestructuracomún.

(a) Indiqueelsignificadodeltérminohormona.

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[1]

(b) EnlaTabla21delCuadernillodeDatossedanlasestructurasdelestradiol,laprogesteronaylatestosterona.

(i) Indique los nombres de dos grupos funcionales diferentes presentes enlaprogesteronaperoausentesenelestradiol.

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[2]

(ii) Deduzcaelnúmerodeátomosdehidrógenounidosdirectamentealosátomosdecarbonocomopartedelesqueletoesteroideodelaprogesterona.

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[1]

(c) Las hormonas masculinas esteroides se pueden describir como andrógenos.Latestosteronaesunadeesashormonas.Indiquedosusosmédicosdelatestosteronacomounesteroide.

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Véase al dorso


Opción C — Química en la industria y la tecnología

C1. “Elpetróleonosedeberíausarcomofuentedeenergíaporquetieneusosmásimportantes.” Sugiera dos razones a favor del uso continuo del petróleo como fuente de energía, y dosencontra.

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C2. Elcraqueotérmico,elcraqueocatalíticoyelcraqueoalvaporseusanparaconvertirmoléculasdealcanoenmoléculasmáspequeñas.Identifiqueunodelostrestiposdecraqueoqueseusapararomperunamoléculadehexano,C

6H14,enpropanoyunamoléculadealqueno,eindique

laecuaciónqueseproduce.

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C3. Enañosrecientessehanrealizadodesarrollossorprendenteseneláreadelananotecnología.

(a) Definaeltérminonanotecnología,eindiqueporquéesdeinterésparalosquímicos.

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[2]

(b) Losnanotubosdecarbonosepuedenutilizarparaobtenercatalizadores de diseño.

(i) Describalaestructuradelosnanotubosdecarbono.

..................................................................

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(ii) Indiqueunapropiedadfísicadelosnanotubosdecarbono.

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(c) Sugieradospreocupacionesacercadelusodelananotecnología.

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Véase al dorso


C4. (a) Indique las semiecuaciones que representan las reacciones que se producen enelelectrodonegativo(ánodo)yenelelectrodopositivo(cátodo)enunapiladecombustiblehidrógeno-oxígenoalcalina.

Electrodonegativo(ánodo):

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Electrodopositivo(cátodo):

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(b) Enuntipodiferentedepilaseproducelasiguientesemiecuación.

Li polímero MnO s e LiMnO s2 2+ −+ + →( ) ( ) ( )

Identifiqueestetipodepila.

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(c) Las pilas de combustible y las baterías recargables brindan un gran potencial paraelfuturo.Compareestasdosfuentesdeenergía.

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(d) Sugieradosproblemasasociadosalusodegashidrógenoenunapiladecombustible.

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Opción D — Medicinas y drogas

D1. Ladispepsia,comúnmenteconocidacomoindigestión,sedebealexcesodeácidoenelestómagoysepuedetratarconantiácidos.

(a) Indiqueelnombredelácidoqueseencuentraenlosjugosgástricosdelestómago.

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(b) El hidróxido de aluminio y el carbonato de calcio son dos ejemplos de antiácidos.Indiquelasecuacionesparamostrarlaaccióndecadaantiácido.

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(c) Losmedicamentosantiácidosgeneralmentecontienenalginatosyagentesantiespumantes.

(i) Expliquebrevementedequéformalosalginatosprevienenelardor.

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(ii) Expliqueporquéseañadenagentesantiespumanteseindiqueunejemplo.

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Véase al dorso


D2. (a) Laaspirinayelparacetamol(acetaminofeno)sondosejemplosdeanalgésicossuaves.Elparacetamolseusaconfrecuenciacomoalternativaalaaspirina.Indiqueunaventajayunadesventajadeusarparacetamol.

Ventaja:

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Desventaja:

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(b) Lamorfina, la codeínay ladiamorfina (heroína) son ejemplosde analgésicos fuertes.SusestructurassemuestranenlaTabla20delCuadernillodeDatos.

(i) Identifiquedosgruposfuncionalesqueesténpresentesenlostresanalgésicos.

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(ii) Identifique un grupo funcional que esté presente en la morfina, pero no enladiamorfina.

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(iii) Indiqueelnombredeltipodereacciónquímicaqueseusaparaconvertirmorfinaendiamorfina.

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D3. El SIDA (síndromede inmunodeficiencia adquirida) ha ocasionadomillones demuertes enelmundodesdesudescubrimientoen1981.ElcontrolytratamientodelVIHsecomplicadebidoalelevadopreciodelosagentesanti-retroviralesyacuestionessocioculturales.Discutaunadificultadsocioculturalqueenfrentalasociedadactualpararesolveresteproblemaglobal.

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D4. (a) Indiqueunadiferenciaentrevirusybacterias.

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(b) Discutatresmétodospor losquelasactividadesde lossereshumanoshanprovocadounaumentodelaresistenciadelaspoblacionesbacterianasalapenicilina.

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Véase al dorso


Opción E — Química ambiental

E1. Losvehículosamotorsonconvenientesperoproducencontaminación.

(a) Enumere tres contaminantes, distintos del dióxido de carbono, que se producen enelmotordecombustióndelosautomóviles.

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(b) La contaminación se puede disminuir usando un convertidor catalítico. Indiqueunaecuaciónquerepresenteunareacciónqueseproduceenunconvertidorcatalítico.

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(c) Paralostrescontaminantesqueenumeróenelapartado(a),describaelefectocontaminantedecadauno.Sehadadounejemplo. [3]

Contaminante Efecto

Dióxido de carbono Contribuye al calentamiento global

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E2. Lacalidaddelaguasepuedeverafectadaporlacontaminacióntérmica.Indiqueunafuenteimportantedeestacontaminaciónydiscutasuefectosobrelospeces.

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E3. Unadelasprincipalescausasdeladegradacióndelsueloesladesaparicióndelosnutrientes.

(a) (i) Indiquequéentiendeporeltérminonutriente cuandoserefiereasuelos.

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(ii) Explique cómo la agricultura extrae nutrientes del suelo y cómo se los puedereemplazar.

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(b) Losconstituyentesorgánicosdelsuelosonimportantes.Indiqueeltérminoquímicoqueseusaparadescribirlos,yexpliquecómoafectanlacalidadfísicadelsuelo.

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Véase al dorso


E4. Losresiduosradiactivossedebeneliminarconcuidado.

(a) Indiqueelsignificadodeltérminoresiduoradiactivodealta intensidad.

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(b) (i) Expliqueporquélosresiduosradiactivosdealtaintensidadnosedeberíanevacuarenvertederosnisometerseaincineración.

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(ii) Indique el nombredeunmétodoque seusepara la evacuaciónde los residuosradiactivos de alta intensidad y explique por qué tal método es mejor quelosvertederosylaincineración.

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Opción F — Química de los alimentos

F1. (a) Enumerecuatrofactoresimportantesqueprovoqueneldeteriorodelosalimentos.

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(b) Describalarancidezdelasgrasas.

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Véase al dorso


F2. (a) Distingaentreuncolorante alimentarioyunpigmento alimentario.

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(b) Elpigmentopresenteenlosarándanosesunaantocianina.

amarillo

verde

azul

violeta

rojo

naranja

(i) Haciendo referenciaa la ruedadecoloresdearriba, expliquecómoelpigmentopresenteenlosarándanosloshaceazules.

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(ii) Enumereotrasdosfrutasquecontengancantidadessignificativasdeantocianina(s).

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(iii) IndiquelacombinacióndepHytemperaturaqueproducelacoloraciónmásintensaenlasantocianinas.

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F3. Laspropiedadesdelcompuestoolestrasonsimilaresalasdelasgrasassaturadas.Seusaenmargarinasyproductosrelacionados,peroelintestinohumanonolodigiere.Estáhechoapartirdeundisacáridoquetienehastaochogruposácidograsounidosaél.

(a) (i) Explique qué característica de la estructura de la glicerina (1,2,3-propanotriol)permitequelasmoléculasdelosácidosgrasosseunanaellaparaformargrasas,eindiqueelnombredelareacciónqueseproduce.

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(ii) EnlaTabla21delCuadernillodeDatossedalaestructuradelalactosa,undisacáridotípico.Sugieraunarazónporlaquelosácidosgrasossepuedenuniraella.

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(b) Losácidosgrasospresentesenolestratienenmenorlongitudquelosqueseencuentranenlasgrasasqueseusanparacocinar.Sugieraunarazóndeello.

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F4. (a) Definaeltérminoalimento modificado genéticamente(AMG).

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(b) DiscutalosbeneficiosypreocupacionesdelusodelosalimentosMG.

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Véase al dorso


Opción G — Química orgánica avanzada

G1. (a) Describalaestructuradelbenceno,C6H6.

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(b) Indiquedospruebasquesustentenestadescripción.

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G2. Dibujelafórmulaestructuraldelosprincipalesproductosorgánicos,AyB,queseformanenlassiguientesreacciones.

(a) CH CH CH CH HBr3 2 = + →2 A

A:

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(b) NO2

NO2

NH2N

H

CH3CH2COCH3 + H+ → B

B:

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G3. (a) Deduzca una ruta de reacción de dos etapas que se pueda utilizar para convertir1-bromopropanoenácidobutanoico.Dibujelafórmulaestructuraldelproductoorgánicoformadoencadaetapaeidentifiquelosreactivosinvolucrados. [4]

(b) Deduzca una ruta de reacción de dos etapas que se pueda utilizar para convertir2-propanolen1,2-dibromopropano.Dibujelafórmulaestructuraldelproductoorgánicoformadoencadaetapaeidentifiquelosreactivosinvolucrados. [4]

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G4. (a) Indiqueyexpliquecuáldelosdoscompuestos,fenoloetanol,eselácidomásfuerte.

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(b) Indique y explique cuál de los dos compuestos, ácido etanoico o ácido cloroacético,eselácidomásfuerte.

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