Estructura de la materia y enlace: ejercicios de selectividad de Química (Andalucía) · PAU Mentor
Estructura de la materia y enlace: ejercicios de selectividad de Química (Andalucía)
32 ejercicios oficiales de Estructura de la materia y enlace de los exámenes de Química de la PAU de Andalucía, con el enunciado y un simulacro con corrección.
Pregunta 1A (2 puntos: 0,5 puntos cada apartado)
Considere los elementos cuyos números atómicos son 11 y 16. Conteste a las siguientes cuestiones:
a) (0,5 puntos) Escriba sus configuraciones electrónicas.
b) (0,5 puntos) Basándose en la configuración electrónica, explique el grupo y periodo donde se encuentra cada elemento.
c) (0,5 puntos) Justifique qué elemento tiene mayor radio atómico.
d) (0,5 puntos) Razone cuál es el ion más estable que forma cada elemento.
Pregunta 1B (2 puntos: 0,5 puntos cada apartado)
Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) (0,5 puntos) El CH4 tiene un punto de fusión menor que el CCl4.
b) (0,5 puntos) El CCl4 no es soluble en agua.
c) (0,5 puntos) El átomo central del BF3 presenta una hibridación sp³.
d) (0,5 puntos) El BF3 es un buen conductor de la electricidad.
Pregunta 1A (2 puntos: 0,5 puntos cada apartado)
Razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) (0,5 puntos) En un orbital 2p solo puede haber 2 electrones.
b) (0,5 puntos) Si en los orbitales 3d se colocan 6 electrones no hay ninguno desapareado.
c) (0,5 puntos) El número máximo de electrones con la combinación de números cuánticos n=4 y m=−2 es 6.
d) (0,5 puntos) Una posible combinación de números cuánticos para un orbital 2p sería (2, 1, 0).
Pregunta 1B (2 puntos: 0,5 puntos cada apartado)
Conteste a las siguientes cuestiones:
a) (0,5 puntos) Razone qué especie tiene un radio mayor: Cl− o K+.
b) (0,5 puntos) Razone qué elemento del periodo 3 tiene menor energía de ionización.
c) (0,5 puntos) ¿Por qué la primera energía de ionización del Be es mayor que la del Ca?
d) (0,5 puntos) ¿Por qué el litio no tiene 4.ª energía de ionización?
Pregunta 1A (2 puntos)
Escriba las configuraciones electrónicas de los siguientes elementos:
a) El elemento del grupo 14 de menor carácter metálico.
b) El elemento del tercer periodo de mayor radio atómico.
c) El elemento del cuarto periodo con solo un electrón en un orbital «d».
d) El elemento del segundo periodo que tiene más tendencia a formar un catión divalente.
a) Dadas las moléculas H2S y PF3, razone en cuál o cuáles de ellas el átomo central presenta algún par de electrones sin compartir.
b) Justifique la geometría que presenta la molécula de PF3.
c) Indique la hibridación del átomo central del H2S.
d) ¿Por qué la molécula BF3 es apolar?
Pregunta 1A (2 puntos)
Los números atómicos de los elementos X e Y son 20 y 34, respectivamente.
a) Razone a qué grupo y periodo pertenece cada uno de ellos.
b) Escriba las configuraciones electrónicas de los iones X2+ e Y2−.
c) Justifique cuál de los dos elementos será más electronegativo.
d) Explique cuál de los dos elementos tendrá menor radio.
Pregunta 1B (2 puntos)
Identifique el tipo de enlace de las sustancias y explique las siguientes afirmaciones:
a) El cloruro de sodio (NaCl) es soluble en agua.
b) El hierro es conductor de la electricidad.
c) El metano (CH4) tiene bajo punto de fusión.
d) El tetracloruro de carbono (CCl4) es insoluble en agua.
BLOQUE B (Cuestiones). Puntuación máxima: 4,5 puntos.
Responda SOLAMENTE A TRES de las seis cuestiones (1,5 puntos cada una: 0,5 puntos por apartado; si responde más, solo cuentan las tres primeras):
B1. Dados los iones F− y O2−, justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a) Los dos tienen el mismo número de protones.
b) Los dos tienen la misma configuración electrónica.
c) Son isótopos entre sí.
B2. El metanol se prepara industrialmente según el proceso siguiente (ΔH < 0): CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g). Razone cómo afectaría al rendimiento de la reacción:
a) Aumentar la temperatura.
b) Retirar del reactor el CH3OH a medida que se vaya produciendo.
c) Aumentar la presión del sistema a temperatura constante.
B3. Dados tres elementos cuyas configuraciones electrónicas son: A (1s² 2s² 2p²); B (1s² 2s² 2p⁶ 3s¹) y C (1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵):
a) Explique si es posible que existan las moléculas B2 y C2.
b) Justifique el tipo de enlace que se dará entre los elementos B y C.
c) Razone si el compuesto formado por A y C será polar.
B4. Conteste de forma razonada a las cuestiones acerca de los elementos A (Z = 19) y B (Z = 34):
a) ¿A qué grupo y a qué período pertenecen?
b) ¿Qué elemento tiene un radio atómico menor?
c) ¿Qué elemento tiene mayor energía de ionización?
B5. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) En una disolución diluida de un ácido fuerte HX hay mayor proporción de HX que de X−.
b) Cuando se disuelve CH3COONa en agua se producen iones OH−.
c) El pH de una disolución 0,1 M de HCl es menor que el de una disolución 0,1 M de CH3COOH (Ka=1,75⋅10−5).
B6. Considerando los compuestos: (1) CH3CHOHCH2CH=CH2; (2) CH3CH2COCH2CH3; (3) CH3CH2CH2COCH3; (4) CH3CH(CH3)COCH3, justifique el tipo de isomería que presentan entre sí:
a) Los compuestos 1 y 2.
b) Los compuestos 2 y 3.
c) Los compuestos 3 y 4.
BLOQUE B (Cuestiones). Puntuación máxima: 4,5 puntos.
Responda SOLAMENTE A TRES de las seis cuestiones (1,5 puntos cada una: 0,5 puntos por apartado; si responde más, solo cuentan las tres primeras):
B1.
a) Justifique si son posibles las siguientes combinaciones de números cuánticos: (2, 0, 3, −½); (3, 1, −1, −½).
b) Dados los elementos X e Y, cuyos valores de Z son 20 y 25, respectivamente, identifíquelos basándose en sus configuraciones electrónicas.
c) Razone si X tendrá mayor o menor radio atómico que Y.
B2. La reacción en fase gaseosa 2A+B→3C es de orden dos respecto de A y de orden uno respecto de B.
a) Escriba la ecuación de velocidad en función de las concentraciones de A y B e indique el orden total de la reacción.
b) Indique las unidades de la velocidad de reacción y de la constante cinética para esta reacción.
c) Razone cómo afectará a la velocidad de reacción un aumento de la temperatura a volumen constante.
B3. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) Si una molécula es apolar no puede contener enlaces polares.
b) En un sólido metálico los cationes y aniones ocupan posiciones fijas dentro de la red metálica.
c) La molécula de BCl3 tiene geometría plana triangular.
B4. Indique los productos que se obtienen en cada una de las siguientes reacciones, especificando el tipo de reacción:
a) CH3CH2COOH+CH3OH→ (catalizada por H+)
b) CH3CH2CHClCH3→ (con KOH en etanol)
c) CH3CH=CH2+H2O→ (catalizada por H+)
B5. Justifique, escribiendo las correspondientes reacciones químicas, si el pH de las siguientes disoluciones acuosas es ácido, básico o neutro:
a) Disolución de NH3 cuya constante de equilibrio es Kb=1,8⋅10−5.
b) Disolución de NaBrO, teniendo en cuenta que la constante de equilibrio del HBrO es Ka=2,3⋅10−9.
c) Disolución resultante de la mezcla de 100 mL de disolución de HCl 0,2 M y de 150 mL de disolución de NaOH 0,2 M.
B6. Al añadir una pequeña cantidad de Ca(OH)2 sólido a un vaso con agua se observa que no se disuelve por completo, quedando parte del sólido en equilibrio con la disolución saturada.
a) A partir del equilibrio correspondiente, deduzca la relación entre la solubilidad molar de este compuesto y su producto de solubilidad.
b) Razone si aumentará la solubilidad del Ca(OH)2 añadiendo a la disolución CaCl2, que es una sal muy soluble.
c) Justifique si cambiará el producto de solubilidad del Ca(OH)2 al añadir NaOH a la disolución saturada.
BLOQUE B (Cuestiones). Puntuación máxima: 4,5 puntos.
Responda SOLAMENTE A TRES de las seis cuestiones (1,5 puntos cada una: 0,5 puntos por apartado; si responde más, solo cuentan las tres primeras):
B1.
a) Razone a qué grupo del Sistema Periódico pertenecen los elementos cuyo ion más estable es aquel que resulta de la pérdida de un electrón.
b) Indique un conjunto de números cuánticos para un electrón que se encuentra en un orbital 5d.
c) Ordene en orden creciente de energía los orbitales para los siguientes grupos de números cuánticos: (4, 0, 0, +½); (3, 2, 1, −½); (2, 1, 0, +½); (4, 1, 0, +½).
B2. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) Los elementos del grupo 17 (halógenos) tienen tendencia a ganar dos o más electrones.
b) El ion Ca2+ tiene la configuración electrónica de un gas noble.
c) El radio del ion Br− es mayor que el del átomo de Br.
B3. Para las moléculas OF2 y BF3:
a) Justifique la geometría molecular que presentan según la TRPECV.
b) Indique la hibridación del átomo central de cada molécula.
c) Razone si son polares o apolares.
B4. La metilamina, CH3NH2, es una base débil de acuerdo con la teoría de Brönsted-Lowry.
a) Escriba su equilibrio de disociación acuosa.
b) Escriba la expresión de su constante de basicidad Kb.
c) ¿Podría una disolución acuosa de metilamina tener un valor de pH = 5? Razone la respuesta.
B5. Dados los siguientes potenciales de reducción: E∘(H+/H2)=0 V; E∘(Cu2+/Cu)=0,34 V; E∘(Pb2+/Pb)=−0,13 V y E∘(Zn2+/Zn)=−0,76 V.
a) Explique, escribiendo las reacciones correspondientes, qué metal o metales producen desprendimiento de hidrógeno al ser tratados con un ácido.
b) Escriba las reacciones que tienen lugar en el ánodo y en el cátodo de la pila formada por los electrodos de Zn y Pb.
c) Escriba la notación de la pila formada por los electrodos del apartado b) y calcule su potencial.
B6.
a) Formule un hidrocarburo cíclico isómero de CH3CH=CHCH3.
b) Escriba la estructura de dos hidrocarburos aromáticos isómeros de fórmula molecular C8H10.
c) Escriba la fórmula de un alcohol isómero de CH3CH2OCH3.
BLOQUE B (Cuestiones). Puntuación máxima: 4,5 puntos.
Responda SOLAMENTE A TRES de las seis cuestiones (1,5 puntos cada una: 0,5 puntos por apartado; si responde más, solo cuentan las tres primeras):
B1. Responda, razonadamente, la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones:
a) Los átomos ²³₁₁Na y ²⁵₁₁Na tienen el mismo número de protones y de neutrones aunque distinto número de electrones.
b) Un átomo cuya configuración electrónica es 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁵ pertenece al grupo 17 del Sistema Periódico.
c) Un posible conjunto para los números cuánticos de un electrón situado en un orbital 5d es (5, 3, 0, −½).
B2. Los elementos Na, Al y Cl tienen números atómicos 11, 13 y 17, respectivamente. Justificando las respuestas:
a) Ordene los elementos de menor a mayor radio.
b) ¿Cuál de ellos tiene la primera energía de ionización más alta?
c) ¿Cuál tiene mayor radio: el Cl− o el Na+?
B3. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) En una molécula apolar todos los enlaces son apolares.
b) Una molécula tetraédrica es siempre apolar.
c) Las moléculas BeCl2 y H2S presentan el mismo ángulo de enlace.
B4. Se desea construir una pila en la que el cátodo sea el electrodo Cu2+/Cu. Para el ánodo se dispone de los electrodos I2/I− y Al3+/Al. Datos: E∘(Cu2+/Cu)=0,34 V; E∘(Al3+/Al)=−1,67 V; E∘(I2/I−)=0,54 V.
a) Razone cuál de los dos electrodos se podrá utilizar como ánodo.
b) Escriba e identifique las semirreacciones de oxidación y reducción.
c) Calcule el potencial de la pila.
B5. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) Al añadir Na2CO3 a una disolución acuosa saturada de CaCO3, la concentración de iones Ca2+ disminuye.
b) En una disolución acuosa saturada de Al(OH)3 se cumple que la concentración de iones Al3+ es el triple que la concentración de iones OH−.
c) La solubilidad del CaSO4 es mayor en agua pura que en una disolución de Ca(NO3)2.
B6. Dado el compuesto CH2=CHCH2CH3 escriba:
a) La reacción con HCl.
b) Un isómero de posición.
c) La reacción de combustión ajustada.
BLOQUE B (Cuestiones). Puntuación máxima: 4,5 puntos.
Responda SOLAMENTE A TRES de las seis cuestiones (1,5 puntos cada una: 0,5 puntos por apartado; si responde más, solo cuentan las tres primeras):
B1. Conteste las siguientes cuestiones relativas a un átomo con Z= 17 y A= 35.
a) Indique el número de protones, neutrones y electrones.
b) Escriba su configuración electrónica e indique el número de electrones desapareados en su estado fundamental.
c) Indique una posible combinación de números cuánticos que pueda tener el electrón diferenciador de este átomo.
B2. La reacción A + B → C + D es de primer orden con respecto a A y de segundo orden con respecto a B.
a) Escriba la ecuación de velocidad de dicha reacción.
b) Determine el orden total de la reacción.
c) Deduzca las unidades de la constante de velocidad.
B3. Dados los siguientes compuestos: NaF, CH4 y CH3OH
a) Justifique el tipo de enlace interatómico que presentan.
b) Ordénelos razonadamente de menor a mayor punto de ebullición.
c) Justifique la solubilidad de estos compuestos en agua.
B4. Dados los compuestos: CH3CH(OH)COOH, CH2=CHCH2OH y CH3CH=CHOH, justifique:
a) Cuál o cuáles presentan isomería óptica.
b) Cuáles son isómeros entre sí.
c) Cuál o cuáles presentan isomería geométrica.
B5. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones:
a) ¿Cómo será el pH de una disolución acuosa de NH4Cl?
b) En el equilibrio: HSO4−+H2O⇌SO42−+H3O+, la especie HSO4− ¿actúa como un ácido o una base según la teoría de Brönsted-Lowry?
c) ¿Qué le ocurre al pH de una disolución de NH3 si se le añade agua?
B6. El hidróxido de cobre(II), Cu(OH)2, es una sal muy poco soluble en agua.
a) Escriba su equilibrio de solubilidad.
b) Exprese Ks en función de la solubilidad.
c) Razone cómo afectará al equilibrio la adición de NaOH.
BLOQUE B (Cuestiones). Puntuación máxima: 4,5 puntos.
Responda SOLAMENTE A TRES de las seis cuestiones (1,5 puntos cada una: 0,5 puntos por apartado; si responde más, solo cuentan las tres primeras):
B1. Indique para el isótopo 3065Zn:
a) El número de protones, electrones y neutrones que tiene.
b) Un conjunto posible de números cuánticos para su electrón diferenciador.
c) El ion más estable que puede formar.
B2. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) La primera energía de ionización del magnesio es menor que la del sodio.
b) El B3+ tiene un radio iónico mayor que el Be2+.
c) Los elementos del grupo 17 (halógenos) tienen poca tendencia a ganar electrones.
B3. Dadas las especies químicas H2S y PCl3:
a) Represente la estructura de Lewis de cada molécula.
b) Justifique la geometría de cada molécula según la TRPECV.
c) Indique la hibridación que presenta el átomo central de cada una de las especies.
B4. Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) El par H3O+ / OH− es un par conjugado ácido / base.
b) Al diluir con agua una disolución acuosa de un ácido fuerte no se modifica el valor del pH.
c) El pH neutro de una disolución acuosa de NaCl no se modifica al adicionar KCl.
B5. La notación correspondiente a la pila Daniell es: Zn(s)∣Zn2+(aq,1M)∣∣Cu2+(aq,1M)∣Cu(s), E∘=1,10 V.
a) Escriba la semirreacción que ocurre en el ánodo.
b) Sabiendo que el potencial estándar de reducción del electrodo Cu2+/Cu es 0,34 V, determine el potencial estándar de reducción del electrodo Zn2+/Zn.
c) Razone si al cambiar el electrodo de cinc por uno de plomo aumenta o disminuye el potencial de la pila. Dato: E∘(Pb2+/Pb)=−0,13 V.
B6.
a) Escriba dos compuestos isómeros de fórmula molecular C2H6O.
b) Formule el alcano con menor número de átomos de carbono que presente isomería óptica.
c) Considerando las moléculas de etano (C2H6) y eteno (C2H4), justifique cuál de ellas tiene el enlace carbono-carbono de menor longitud.
BLOQUE B (Cuestiones). Puntuación máxima: 4,5 puntos.
Responda SOLAMENTE A TRES de las seis cuestiones (1,5 puntos cada una: 0,5 puntos por apartado; si responde más, solo cuentan las tres primeras):
B1. Conteste las siguientes cuestiones relativas a un átomo con Z= 7 y A= 14.
a) Indique el número de protones, neutrones y electrones.
b) Escriba su configuración electrónica e indique el número de electrones desapareados en su estado fundamental.
c) Razone cuál es el número máximo de electrones para los que n=2, l=0 y m=0.
B2. Dada la reacción a 25 °C y 1 atm de presión N2(g)+O2(g)⇌2NO(g); ΔH=180,2 kJ, razone si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) La constante de equilibrio Kp se duplica si se duplica la presión.
b) El sentido de la reacción se favorece hacia la izquierda si se aumenta la temperatura.
c) El valor de la constante de equilibrio para este proceso depende del catalizador utilizado.
B3. Sean las moléculas: BF3, PH3 y CH4
a) Razone en cuál de ellas el átomo central presenta algún par de electrones sin compartir.
b) Justifique la geometría que presentan las moléculas BF3 y PH3 según la TRPECV.
c) Indique la hibridación que presenta el átomo central en CH4.
B4. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) La primera energía de ionización del magnesio es menor que la del sodio.
b) En los elementos del grupo 2, el radio iónico es mayor que el radio atómico.
c) En general, los elementos del grupo 1 tienen electronegatividad baja.
B5. Entre las disoluciones de las siguientes sustancias: NH3, NaCl, NaOH y NH4Cl, todas ellas de igual concentración, justifique:
a) Cuál de ellas tendrá el pH más alto.
b) Cuál de ellas tendrá una [OH−]<10−7 M.
c) En cuál de ellas [OH−]=[H3O+].
B6. Para el compuesto CH2=CH−CH2−CH2OH, escriba la fórmula de:
a) Un isómero que contenga un grupo carbonilo.
b) Un isómero que presente isomería óptica.
c) Un isómero que presente isomería geométrica.
BLOQUE B (Cuestiones). Puntuación máxima: 4,5 puntos.
Responda SOLAMENTE A TRES de las seis cuestiones (1,5 puntos cada una: 0,5 puntos por apartado; si responde más, solo cuentan las tres primeras):
B1. Dados los elementos de números atómicos 19, 25, 30 y 48. Indique razonadamente:
a) ¿Cuál o cuáles presentan algún electrón desapareado?
b) ¿Cuáles pertenecen al mismo grupo?
c) ¿Cuál podría dar un ion estable de carga +1?
B2. Dado el equilibrio N2F4(g)⇌2NF2(g) con ΔH∘=38,5 kJ, razone los cambios que se producirían si:
a) La mezcla de reacción se calienta.
b) El gas NF2 se elimina de la mezcla de reacción a temperatura y volumen constante.
c) Se añade helio gaseoso a la mezcla de reacción a temperatura y volumen constante.
B3. Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes proposiciones:
a) Los enlaces por puentes de hidrógeno se forman siempre que la molécula tiene un átomo de hidrógeno.
b) Los puntos de ebullición de los siguientes compuestos, H2O, H2S, CH4, siguen la siguiente secuencia de valores: CH4 > H2S > H2O.
c) La temperatura de fusión del dicloro (Cl2) es mayor que la del cloruro de sodio (NaCl).
B4. Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) La primera energía de ionización del Ar es mayor que la del Cl.
b) La afinidad electrónica del Fe es mayor que la del O.
c) El As tiene mayor radio atómico que el Se.
B5. Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) En una disolución acuosa básica no existe la especie H3O+.
b) Al disminuir la concentración de un ácido en disolución acuosa aumenta el pH.
c) Al mezclar 100 mL de una disolución acuosa 1 M de HCl con 200 mL de otra disolución acuosa de NaOH 0,5 M, el pH de la disolución resultante es básico.
B6. Dados los siguientes compuestos orgánicos A: CH3−CH2−CH2−OH; B: CH3−CH2−O−CH3
a) Justifique si son isómeros.
b) Justifique cuál de ellos es más soluble en agua.
c) Indique cuál de ellos reacciona con H2SO4/calor y escriba la reacción.