Chemistr SL Paper

2209-6129 10 páginas

M09/4/CHEMI/SP2/SPA/TZ0/XX

Lunes 18 de mayo de 2009 (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 2009

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–2– M09/4/CHEMI/SP2/SPA/TZ0/XX

SECCIÓN A

Conteste todas las preguntas en los espacios provistos.

1. La aspirina,unade lasdrogasmás ampliamenteusadas en elmundo, sepuedepreparardeacuerdoconlasiguienteecuación.

OH

COOHC

H3C O

O

CCH3

OOCOCH3

COOH

+ + CH3COOHH+

ácidosalicílico anhídridoetanoico aspirina ácidoetanoico

(a) Indiquelosnombresdelostresgruposfuncionalesorgánicospresentesenlaaspirina.

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(b) Un estudiante hizo reaccionar cierta cantidad de ácido salicílico con exceso deanhídridoetanoico.Lamezcladereacciónsefiltróobteniéndoseaspirinasólidaimpura.Porrecristalizaciónseobtuvoaspirinapura.Enlasiguientetablaseregistraronlosdatosqueobtuvoelestudiante.

Masadeácidosalicílicousada 3,15±0,02g

Masadeaspirinapuraobtenida 2,50±0,02g

(i) Determinelacantidad,enmoles,deácidosalicílico,C6H4(OH)COOH,queseusaron.

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(Esta pregunta continúa en la siguiente página)

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Véase al dorso


(Pregunta 1, continuación)

(ii) Calculeelrendimientoteórico,eng,deaspirina,C6H4(OCOCH3)COOH.

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(iii) Determineelrendimientoporcentualdeaspirinapura.

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(iv) Indique el número de cifras significativas asociadas a lamasa de aspirina puraobtenida,ycalculelaincertidumbreporcentualasociadacondichamasa.

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(v) Otro estudiante repitió el experimento y obtuvo un rendimiento experimentalde 150%. El profesor controló sus cálculos y nohalló errores.Comente sobreelresultado.

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(vi) La siguiente es una representación tridimensional generada por computadordelaaspirina.

C2

C3

C4

C1

C6

C5

H2

H3

H4

H5

C7

C8

C9

H1

H8

H7

H6

O3

O4

O1

O2

Untercerestudiantemidiólaslongitudesdelosenlacesseleccionadosenlaaspirina,usandodichoprogramaparacomputadoreinformólossiguientesdatos.

Enlace Longitud de enlace / × 10–10 m

C1–C2 1,4C2–C3 1,4C3–C4 1,4C4–C5 1,4C5–C6 1,4C6–C1 1,4C2–O3 1,4

Elestudiantesugiriólasiguientehipótesis:“Puesto que todas las mediciones de las longitudes de enlace carbono-carbono son iguales, todas las longitudes de los enlaces carbono-oxígeno también deben ser iguales en la aspirina. Por lo tanto, la longitud del enlace C8–O4 debe ser 1,4 × 10–10 m”.Comentesiestahipótesisesválidaono.

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Véase al dorso



(vii) El otro producto de la reacción es ácido etanoico, CH3COOH. Defina unácido de acuerdo con la teoría de Brønsted-Lowry e indique la base conjugadadelCH3COOH.

DefinicióndeácidodeBrønsted-Lowry:

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BaseconjugadadelCH3COOH:

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2. Algunosdelosprocesosquímicosmásimportantescomprendenreaccionesácido-base.

(a) Describaelcarácterácido-basedelosóxidosdecadaunodeloselementosdelperíodo3,desdeelNaalCl.

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(b) Indiqueunejemplodeungasácido,producidoenunprocesoindustrialoenlosmotoresde combustión interna, que es capaz de causar contaminación a gran escala en lagosybosques.

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(c) Sugieraunmétodo,diferentedelamedicióndepH,quesepuedautilizarparadiferenciarentresolucionesdeunácidofuerteydeunácidodébildelamismaconcentraciónmolar.Indiquelosresultadosesperados.

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3. Las nieblas contaminantes (smog) son habituales en las ciudades de todo el mundo.Un componente de las nieblas contaminantes es el PAN (peroxiacetilnitrato) formado por20,2% de C, 11,4% de N, 65,9% de O y 2,50% de H enmasa. Determine la fórmulaempíricadelPAN,mostrandosuscálculos.

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4. (a) Definaeltérminoenergía de activación,Ea.

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(b) Indiquedoscondicionesnecesariasparaqueseproduzcaunareacciónentredospartículasdereactivos.

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(c) Esquematiceundiagramaentálpicoparadescribirelefectodeuncatalizadorsobreunareacciónexotérmica. [3]

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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. (a) Considereelsiguienteequilibrio.

2SO (g) O (g) 2SO (g) = 198kJmol2 2 31+ − −

ë ÖH

(i) Deduzcalaexpresióndelaconstantedeequilibrio,Kc,paralareacción. [1]

(ii) Indiqueyexpliqueelefectodeaumentar la temperaturasobreelrendimientodetrióxidodeazufre. [2]

(iii) IndiqueelefectodeuncatalizadorsobreelvalordeKc. [1]

(iv) Indiqueyexpliqueelefectodeuncatalizadorsobrelaposicióndeequilibrio. [2]

(b) (i) Definaoxidaciónentérminosdenúmerosdeoxidación. [1]

(ii) Describa,pormediodeundiagramarotulado,loscomponentesesencialesdeunaceldaelectrolítica. [3]

(iii) Explique por qué el cloruro de sodio sólido no conduce la electricidad, pero elclorurodesodiofundidosí. [2]

(iv) El cloruro de sodio fundido se somete a electrólisis en una celda electrolítica.Deduzca la semiecuaciónparacadaelectrodoe indique si seproduceoxidacióno reducción. Deduzca la ecuación total para la celda incluyendo los símbolosdeestado. [5]

(v) Laelectrólisishahechoposiblelaobtencióndemetalesreactivoscomoelaluminioapartirdesusminerales,locualharesultadoenundesarrollosignificativodelaingenieríaylatecnología.Indiqueunarazónporlaqueseprefiereelaluminioalhierroenmuchasaplicaciones. [1]

(vi) Resumadosdiferenciasentreunaceldaelectrolíticayunapilavoltaica. [2]

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Véase al dorso


6. Enalgunospaíses,semezclaetanolcongasolinaparaproduciruncombustibleparaautomóvilesllamadogasoholoalconafta.

(a) (i) Definaeltérminoentalpía media de enlace. [2]

(ii) Use la información de la tabla 10 del Cuadernillo deDatos para determinar lavariacióndeentalpíaestándarparalacombustióncompletadeletanol.

CH CH OH g O g CO g H O g3 2 2 2 23 2 3( ) ( ) ( ) ( )+ → + [3]

(iii) Lavariacióndeentalpíaestándarparalacombustióncompletadeloctano,C8H18,es–5471kJmol–1.Calculelacantidaddeenergía,enkJ,queseproducecuando1gdeetanoly1gdeoctanoardencompletamenteenelaire. [2]

(iv) Eletanolsepuedeoxidarusandodicromatodepotasio,K2Cr2O7,acidificadoparaformardosproductosorgánicosdiferentes.

CH CH OH3 2Cr O

HCr O

H2 7

22 7

2−

+

−

+ → →A B

IndiquelasfórmulasestructuralesdelosproductosorgánicosAyBydescribalascondicionesnecesariasparaobtenerelevadorendimientodecadaunodeellos. [4]

(v) Deduzca y explique si el etanol o el compuestoA tiene el punto de ebulliciónmáselevado. [2]

(vi) Eletenosepuedeconvertirenetanolporhidratacióndirectaenpresenciadeuncatalizadordeacuerdoconlasiguienteecuación.

C H g H O(g CH CH OH(g2 2 3 24 ( ) ) )+

Identifique el catalizador usado para esta reacción e indique un uso del etanolformadodiferentedesuusocomocombustible. [2]

(b) (i) Indiqueelnombredeunisómeroestructuraldelpentano. [1]

(ii) Elhidróxidodesodioreaccionacon1-bromopentanopormediodeunmecanismoSN2.Describaelmecanismodeestareacciónusandoflechascurvaspararepresentarelmovimientodelospareselectrónicos. [4]

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7. (a) (i) Definaeltérminoisótopos. [1]

(ii) Unamuestradesiliciocontienetresisótopos.

Isótopo Abundancia porcentual / %28Si 92,2329Si 4,6830Si 3,09

Calculelamasaatómicarelativadelsiliciousandoestosdatos. [2]

(iii) Describalaestructurayenlaceseneldióxidodesilicioyeneldióxidodecarbono. [4]

(b) (i) DibujelaestructuradeLewisdelNH3,indiquesuformaydeduzcayexpliqueelángulodeenlaceH–N–HenelNH3. [4]

(ii) Lagráficadeabajomuestralospuntosdeebullicióndeloshidrurosdelgrupo5.Discutalavariacióndelospuntosdeebullición. [4]

Período

2 3 4 5

Puntodeebullición/ ° C

0

–10

–20

–30

–40

–50

–60

–70

–80

–90

–100

SbH3

NH3

AsH3

PH3

(c) Explique,usandodiagramas,porquélasmoléculasdeCOyNO2sonpolaresmientrasqueCO2esunamoléculanopolar. [5]

1 0 1 0

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