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M10/4/CHEMI/SP2/SPA/TZ0/XX

Miércoles 12 de mayo de 2010 (tarde)

químicaNiVEL mEDiOPRuEBa 2

InSTruCCIonES PArA loS AluMnoS

• Escriba su número de convocatoria en las casillas de arriba.• no abra esta prueba hasta que se lo autoricen.• Sección A: conteste toda la sección A en los espacios provistos.• Sección B: conteste una pregunta de la sección B. Conteste a las preguntas en las 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 los números de las preguntas que ha contestado y la cantidad de hojas que ha utilizado.

1 hora 15 minutos

número de convocatoria del alumno

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© International Baccalaureate organization 2010

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SECCIÓN A

Conteste todas las preguntas en los espacios provistos.

1. Sedeterminóelporcentajeenmasadecarbonatodecalcioenlacáscaradehuevoañadiendoexcesodeácidoclorhídricoparaasegurarsedequetodoelcarbonatodecalciohabíareaccionado.Luego,setitulóelexcesodeácidoquequedóconhidróxidodesodioacuoso.

(a) Unestudianteañadió27,20cm3deHCl0,200moldm–3a0,188gdecáscaradehuevo.Calculelacantidad,enmol,deHClañadido.

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(b) Elexcesodeácidorequiere23,80cm3deNaOH0,100moldm–3parasuneutralización.Calculequécantidad,enmol,deácidoestáenexceso.

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(c) Determinelacantidad,enmol,deHClquereaccionóconelcarbonatodecalciodelacáscaradehuevo.

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(d) IndiquelaecuaciónquerepresentalareaccióndelHClconelcarbonatodecalciodelacáscaradehuevo.

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(e) Determinelacantidad,enmol,decarbonatodecalcioenlamuestradecáscaradehuevo.

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(Pregunta 1: continuación)

(f) Calculelamasayelporcentajeenmasadecarbonatodecalcioenlamuestradecáscaradehuevo.

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(g) Deduzcaunasuposiciónrealizadaparaobtenerelporcentajedecarbonatodecalcioenlamuestradecáscaradehuevo.

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2. Dibujeyrotuleundiagramadenivelesenergéticosparaelátomodehidrógeno.Ensudiagramamuestrecomoseproducenlasseriesdelíneasenlasregionesultravioletayvisibledesuespectrodeemisión.Rotuleclaramentecadaserie. [4]

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3. Considereelenlaceylaestructuradeloselementosdelperiodo3.

(a) Expliqueelaumentodepuntodefusióndelsodioalaluminio.

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(b) Expliqueporquéelpuntodefusióndelazufre,S8,esmayorqueeldelfósforo,P4.

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(c) Expliqueporquéelpuntodefusióndelsilicioeselmayoryelpuntodefusióndelargóneselmenor.

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4. Unapropiedadimportantedeunamezcladecombustibledecoheteseslaformacióndeungranvolumendeproductosgaseososloqueproporcionaelempuje.Lahidracina,N2H4,seusaconfrecuenciacomocombustibledecohetes.Lasiguienteecuaciónrepresentalacombustióndelahidracina.

N H g O g N g H O g kJmolc2 4 2 2 212 585( ) ( ) ( ) ( )+ → + ∆ = − −H Ö

(a) Lahidracinareaccionaconflúorparaproducirnitrógenoyfluorurodehidrógeno,todoenestadogaseoso.Indiqueunaecuaciónpararepresentarestareacción.

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(b) DibujelasestructurasdeLewisdelahidracinayelnitrógeno. [2]

(c) UselosvaloresdelasentalpíasmediasdeenlacedelaTabla10delCuadernillodeDatosparadeterminarlavariacióndelaentalpíaparalareaccióndelapartado(a)dearriba.

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(d) Basándoseensusrespuestasalosapartados(a)y(c),sugierasiunamezcladehidracinayflúoresuncombustibledecohetesmejorqueunamezcladehidracinayoxígeno.

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SECCIÓN B

Conteste una pregunta. Conteste a las preguntas en las hojas de respuestas provistas. 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.

5. Latablaperiódicamuestralarelaciónentrelaconfiguraciónelectrónicaylaspropiedadesdeloselementosyesunaherramientavaliosaparahacerprediccionesquímicas.

(a) (i) Identifique la propiedad que se usa para distribuir los elementos en la tablaperiódica. [1]

(ii) Resuma dos razones por las que la electronegatividad aumenta a lo largo delperiodo3delatablaperiódicayunarazónporlaquealosgasesnoblesnoselesasignanvaloresdeelectronegatividad. [3]

(b) (i) Definaeltérminoenergía de primera ionizacióndeunátomo. [2]

(ii) Expliquelatendenciageneraldelaumentoquepresentanlosvaloresdeenergíadeprimeraionizacióndeloselementosdelperiodo3,desdeelNaalAr. [2]

(iii) Expliqueporquéelsodioconducelaelectricidadmientrasqueelfósforonolohace. [2]

(c) Lapalabrarédoxprovienedeunacombinacióndelostérminosreducciónyoxidación.Lasreaccionesrédoxafectannuestravidadiaria.

Acontinuaciónsemuestralareaccióntotalqueseproduceenunapilavoltaica.

Pb (s PbO (s 2H SO (aq PbSO (s H O(l2 2 4 4 2) ) ) ) )+ + → +2 2

(i) DetermineelnúmerodeoxidacióndelplomoenPb,PbO2yPbSO4. [1]

(ii) Deduzca las semiecuaciones de oxidación y reducción que se producen en elelectrodonegativodeplomo(ánodo)yelelectrodopositivodeóxidodeplomo(IV)(cátodo). Deduzca losagentesoxidantesy reductorese indique ladireccióndelflujodeelectronesentreloselectrodos. [4]

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(Pregunta 5: continuación)

(iii) Paradeterminarlaposicióndetresmetalesenunaseriedereactividades,losmetalessecolocaronendiferentessolucionesdeionesmetálicos.Latablasiguienteresumesiseprodujoonounareacción.

Ag+(aq) Cu2+(aq) Pb2+(aq)Ag (s) Noreacciona NoreaccionaCu (s) Reacciona NoreaccionaPb (s) Reacciona Reacciona

Indiquelasecuacionesquerepresentanlastresreaccionesqueseproducen.UseestainformaciónparacolocarlosmetalesAg,CuyPbenunaseriedereactividades,comenzandoconelagentereductormásenérgico,yexpliquesurazonamiento. [5]

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6. (a) Elaguaesunasustanciaimportantequeesabundanteenlasuperficieterrestre.Elaguasedisociadeacuerdoconlasiguienteecuación.

H O(l H aq OH aq2 ) ( ) ( )

+ −+

(i) Indiquelaexpresióndelaconstantedeequilibrioparaladisociacióndelagua. [1]

(ii) ExpliqueporquéaúnenunasoluciónacuosamuyácidaexistenalgunosionesOH–. [1]

(iii) Indique y explique el efecto que tiene un aumento de temperatura sobre laconstantedeequilibriodearribasabiendoqueladisociacióndelaguaesunprocesoendotérmico. [3]

(iv) El pH de una solución es 2. Si su pH se aumenta a 6, deduzca como varía laconcentracióndeioneshidrógeno. [2]

(b) Enlasbebidascarbonatadasquecontienendióxidodecarbonodisueltoaelevadapresión,seproduceelsiguienteequilibriodinámico.

CO aq CO g2 2( ) ( )

Describaelefectodeabrirelrecipientedeunabebidacarbonatadayresumacómoseveafectadoesteequilibrio. [2]

(c) Lasiguientegráficamuestracómovaríaelvolumendedióxidodecarbonoformadoalolargodeltiempocuandoseañadesolucióndeácidoclorhídricoaunexcesodecarbonatodecalciocontenidoenunrecipiente.

V(CO2)/cm3

Tiempo/s

(i) Expliquelaformadelacurva. [3]

(ii) Copie la gráfica de arriba en su hoja de respuestas y esquematice la curva queobtendríasiusaraeldobledevolumendesolucióndeácidoclorhídricodelamitadde la concentración usada en el ejemplo de arriba, dejando constantes todas lasdemásvariablestalcomoenelensayooriginal.Expliqueporquélaformadelacurvaesdiferente. [4]

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(Pregunta 6: continuación)

(iii) Resuma una forma diferente de estudiar la velocidad de esta reacción en ellaboratorio escolar. Esquematice un gráfico para ilustrar cómo se modifica lavariableseleccionadaalolargodeltiempo. [2]

(iv) Definaeltérminoenergía de activación eindiqueunarazónporlaquelareacciónentre el carbonato de calcio y el ácido clorhídrico se produce a velocidadrazonablementeelevadaatemperaturaambiente. [2]

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7. (a) Los alquenos son una familia de compuestos orgánicos económica y químicamenteimportantes.

(i) Lareaccióndelosalquenosconaguadebromoconstituyeunensayodeinsaturaciónenellaboratorio.Describalavariacióndecolorqueseproducecuandoseañadeaguadebromoalcloroeteno. [1]

(ii) DeduzcalaestructuradeLewisdelcloroetenoeidentifiquelafórmuladelaunidadqueserepiteenelpolímeropoli(cloroeteno). [2]

(iii) Ademásdelapolimerización,indiquedosusoscomercialesdelasreaccionesdelosalquenos. [2]

(b) El2-butenosepuedeconvertiren2-butanonaendosetapas.

(i) Dibujelasfórmulasestructuralesdel2-butenoydela2-butanona. [2]

(ii) Deduzcaunarutadereacciónparalasdosetapasdelareacción.Surespuestadebeincluirlaecuacióncorrectamenteajustadaquerepresentacadaetapadelareacciónylosreactivosycondicionesdelasdosetapas. [5]

(c) (i) Deduzca las fórmulas estructurales de los dos alcoholes isómeros de fórmulamolecular C3H8O. Nombre cada isómero e identifique cada uno como alcoholprimarioosecundario. [3]

(ii) La oxidación de los alcoholes isómeros conduce a la formación de diferentesproductosorgánicos.Determinelasestructurasdelosproductosorgánicosformadosa partir de la oxidación de cada alcohol isómero del apartado (c) (i) anterior yenumerelascondicionesnecesariasparaobtenerlosdiferentesproductos. [5]

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