Examen pau química resuelto

OPCIÓN A CUESTIÓN 1.- Para la siguiente reacción en equilibrio: 4HCl (g) + O2 (g) ⇆ 2 H2O (g) + 2 Cl2 (g); (∆H < 0). Justifica razonadamente cual es el efecto sobre la concentración del HCl en el ∆ equilibrio en los siguientes casos: a) Aumentar la concentración de O2. b) Disminuir la concentración de H2O. c) Aumentar el volumen. d) Reducir la temperatura. e) Añadir un gas inerte como He. f)Introducir un catalizador. Solución: a) Al aumentar la concentración de O2 (g) el sistema contrarresta la alteración que se produce consumiendo O2 (g) y HCl (g) para formar H2O (g) y Cl2 (g) hasta conseguir un nuevo estado de equilibrio; es decir, el sistema evoluciona desplazándose hacia la derecha consumiendo HCl (g). b) La disminución de la concentración de agua la contrarresta el sistemaconsumiendo HCl (g) y O2 (g), para producir H2O (g) y Cl2 (g) hasta conseguir un nuevo estado de equilibrio; es decir, el sistema evoluciona desplazándose hacia la derecha consumiendo HCl (g). c) Si se aumenta el volumen, se incrementa la capacidad del reactor, el sistema contrarresta la alteración producida desplazándose hacia donde aparece un mayor número de moles, hacia la izquierda, produciendo HCl(g). d) Si se reduce la temperatura, se retira calor del sistema, por ser la reacción exotérmica ésta evoluciona en el sentido en el que se desprende calor, es decir, en el sentido exotérmico que es en el que esta escrita la reacción. Esto provoca una disminución de la concentración de HCl. e) La adición de un gas inerte no altera el equilibrio, pues aunque aumenta la presión total del sistema, seproduce una disminución de la fracción molar de cada gas, manteniéndose constante la presión parcial de estos y sus concentraciones. En consecuencia, la concentración de HCl no se ve afectada. f) Un catalizador disminuye la energía de activación de las reacciones directa e inversa, aumenta sus velocidades y provoca que se alcance el equilibrio con más rapidez, pero no afecta para nada al equilibrio,permaneciendo constante la concentración de HCl. CUESTIÓN 2.- Justifica razonadamente si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones. En la reacción: 2 AgNO3 (aq) + Fe (s) → Fe(NO3)2 (aq) + 2 Ag (s). a) Los cationes Ag+ actúan como reductores. b) Los aniones NO3− actúan como oxidantes. c) El Fe (s) es el oxidante d) El Fe (s) se ha oxidado a Fe2+. e) Los cationes Ag+ se han reducido a Ag(s). Solución: a) Falsa. Una especie reductora es la que se oxida y una especie oxidante es la que se reduce. Como el catión Ag+ se reduce, no puede actuar como reductor sino como oxidante. b) Falsa. El anión NO3− permanece inalterado en la reacción lo que indica que ni es oxidante ni reductor, pues el número de oxidación del nitrógeno (+ 5) permanece inalterado. c) Falsa. El hierro metálico seoxida a hierro (II), lo que pone de manifiesto que al oxidarse actúa como reductor. d) Verdadera. Al pasar el hierro metálico, con número de oxidación 0, a hierro (II), con número de oxidación + 2, pone de manifiesto que ha sufrido una oxidación.

e) Verdadera. El catión plata, con número de oxidación + 1, pasa a plata metálica, con número de oxidación 0, lo que indica que ha sufrido unareducción. PROBLEMA 2.- Se desean preparar 200 mL de ácido clorhídrico, HCl, 0,4 M a partir de un ácido comercial de 1,18 g/mL de densidad y una riqueza del 36,2 % en peso. Calcula: a) Molaridad del ácido comercial. b) ¿Cuántos mililitros de ácido comercial se necesitan? c) Calcula el pH que se obtiene al añadir 15 mL de hidróxido de sodio 0,15 M a 5 mL de ácido clorhídrico 0,4 M. d) ¿Cuántos mL dehidróxido de sodio 0,15 M neutralizan a 5 mL de ácido clorhídrico 0,4 M? DATOS: Ar (Cl) = 35,5 u; Ar (H) = 1 u. Solución: M (HCl) = 36,5 g · mol−1. a) La concentración molar de 1 L de la disolución comercial es: g disolución 1000 ml disolución 36,2 g HCl 1 mol HCl 1,18 ⋅ ⋅ ⋅ = 11,7 M. mL disolución 1 L disolución 100 g disolución 36,5 g HCl b) Se calculan los moles de HCl disueltos en la disolución a...