química nivel medio prueba 3 past papers - subject/group 4 - sciences... · degradación del...

2210-6130 24 páginas

M10/4/CHEMI/SP3/SPA/TZ0/XX

Jueves 13 de mayo de 2010 (mañana)

químicaNiVEL mEDiOPRuEBa 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

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© International Baccalaureate organization 2010

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Opción A — Química analítica moderna

A1. Indiquedosrazonesdelusodetécnicasanalíticasenlasociedadactual.

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A2. Un estudiante analiza la cantidad de Cu2+ en una muestra de agua usando espectroscopíade absorción atómica. El siguiente es un diagrama simplificado del espectrofotómetro deabsorciónatómica.

Llama / Atomizador Monocromador Detector de luzFuente de luz

Muestra

(a) Indiquelacaracterísticaesencialdelalámparaqueproporcionalafuentedeluz.

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(b) DescribaquélessucedealosionesCu2+(aq)cuandoselosintroduceenelatomizador.

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(c) Describalafuncióndelmonocromador.

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(Esta pregunta continúa en la siguiente página)

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Véase al dorso


(Pregunta A2: continuación)

(d) ExpliquecómopuedeelestudiantedeterminarlaconcentracióndeionesCu2+(aq)enlamuestradeaguausandounespectrofotómetrodeabsorciónatómicayunasolucióndeCuSO40,10moldm

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A3. Lacromatografíaenpapelsepuedeusarparasepararunamezcladeazúcares.

(a) Indique la fase estacionaria y un ejemplo de una fasemóvil usada en cromatografíaenpapel.

Faseestacionaria:

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Fasemóvil:

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(Pregunta A3: continuación)

(b) LaidentidaddedosazúcaresenunamezclasepuededeterminarmidiendosusvaloresdeRf,despuésdelteñido.

(i) DescribacómocalcularelvalordeRf.

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(ii) CalculeelvalordeRfdelazúcar2enelsiguientecromatograma.

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frentedesolvente

azúcar1

azúcar2

comienzo

(c) ExpliquecómousarelvalordeRfdelazúcar2parasuidentificación.

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Véase al dorso


A4. (a) Expliqueporquélamoléculadenitrógeno,N2,noabsorberadiacióninfrarroja.

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(b) Describadosvibracionesenlamoléculadeaguaqueabsorbanradiacióninfrarroja.

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Opción B — Bioquímica humana

B1. Elvalorenergéticodeunalimentosepuededeterminarusandouncalorímetroparaalimentos.

Lacombustiónde2,00gdepansecoenuncalorímetrodealimentosprodujounaelevacióndelatemperaturade600cm3deaguadesde 20 5, °C a 29 0, °C .CalculeelcontenidoenergéticodelpanenkJporcada100g.Lacapacidadcaloríficadelaguaes= − −4 18, J g K1 1 .

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B2. Lasproteínassonpolímerosnaturales.

(a) Enumerecuatrofuncionesprincipalesdelasproteínasenelcuerpohumano.

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Véase al dorso


(Pregunta B2: continuación)

(b) Deduzcalasestructurasdedostripéptidosdiferentesquesepuedanformarcuandolostresaminoácidosquesedanacontinuaciónreaccionanjuntos. [2]

H2N CH

CH3

COOH H2N CH

CH2

COOH

SHH2N CH2 COOH

(c) Deduzcaelnúmerodetripéptidosquesepodríanformarusandolostresaminoácidosdearribaparaformaruntripéptido.

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(d) Indiqueeltipodeenlaceresponsabledelaestabilizacióndelasestructurasprimariasysecundariasdelasproteínas.

Primaria:

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Secundaria:

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(Pregunta B2: continuación)

(e) Describayexpliquelaestructuraterciariadelasproteínas.Incluyaensurespuestatodoslosenlaceseinteraccionesresponsablesdelaestructuraterciaria.

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B3. (a) Indiqueelsignificadodeltérminofibra alimentaria.

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(b) Describa la importancia de una dieta con elevado contenido de fibra y enumeredosproblemasdesaludrelacionadosconunadietabajaenfibras.

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B4. Lashormonasdesempeñanunpapelimportanteenelorganismo.

(a) Resumalafunciónylaproduccióndehormonasenelorganismo.

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(b) Enmuchascomunidadeshaygentequeusalosesteroidesapropiadamente,yotrosqueabusandeellos.Resumaunusoapropiadoyunabusodelosesteroides.

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Véase al dorso


Opción C — Química en la industria y la tecnología

C1. Lananotecnologíacreayusaestructurasqueposeenpropiedadesnovedosasdebidoasutamaño.

(a) Indiqueelrangodetamañodelasestructurasinvolucradasenlananotecnología.

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(b) Distinga entre técnicas físicas y químicas de manipulación de átomos para formarmoléculas.

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(c) Discutadosimplicacionesdelananotecnología.

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C2. Elhornoaltoseusaextensamenteenlaproduccióndehierro.

(a) Indiquelafórmulaynombreunmineralimportanteusadocomofuentedehierro.

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(b) Escribaunaecuaciónquedescribalossiguientesprocesosenelhornoalto.

(i) Reduccióndelmineraldehierroparaproducirelhierro:

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(ii) Unareacciónusadaparaeliminarlasimpurezasdelhierro:

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Véase al dorso


C3. Lospolímerosdeadiciónseusanampliamenteenlasociedad.Laspropiedadesdelospolímerosdeadiciónsepuedenmodificarintroduciendociertassustancias.

(a) Describayexpliqueunaformaqueseuseparamodificarlaspropiedadesdedospolímerosdeadicióndiferentes.

Polímerouno:

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Polímerodos:

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(b) Describayexpliquecomo influye lacantidadde ramificacionessobre laspropiedadesdelpoli(eteno).

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(c) Discutadosventajasydosdesventajasdelusodelpoli(eteno).

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C4. Losdetergentesconstituyenunejemplodecristaleslíquidosliotrópicos.

Indiqueun ejemplo diferente de cristal líquido liotrópico y describa la diferencia entre loscristaleslíquidosliotrópicosylostermotrópicos.

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Véase al dorso


Opción D — Medicinas y drogas

D1. Indiquelasdiferenciasentrelasestructurasdelamorfinayladiamorfina(heroína).Indiquelosnombresdetodoslosgruposfuncionalespresentesenlamoléculademorfina.

Diferencias:

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Gruposfuncionales:

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D2. Lasinfeccionesbacterianasylasvíricasrequierendistintotipodemedicación.

(a) Resumadosdiferenciasentrelasbacteriasylosvirus.

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(b) Lasdrogasantiviralesseusanparael tratamientodelVIHyotras infeccionesvíricas.Describadosformasdeaccióndelosmedicamentosantivíricos.

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2210-6130


(Pregunta D2: continuación)

(c) Discutaporquélasinfeccionesvíricassongeneralmentemásdifícilesdetratarquelasinfeccionesbacterianas.

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D3. Los analgésicos suaves como la aspirina, y los analgésicos fuertes como los opiáceos,nosolosediferencianensupotenciasino tambiénen las formasdeactuarsobreelsistemanerviosocentral.

(a) Describacomocalmaneldolorlosanalgésicossuavesyfuertes.

Analgésicossuaves:

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Analgésicosfuertes:

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Véase al dorso


(Pregunta D3: continuación)

(b) Discutados ventajas ydos desventajas de usarmorfina y otros opiáceos para calmareldolor.

Ventajas:

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Desventajas:

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D4. Elclorhidratodefluoxetina(Prozac®)esundepresorhabitual.Losdepresorestienenmuchosusosterapéuticos.

(a) Indiqueotrostresdepresorescomunes.

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(b) Describa un efecto de administrar dosis moderadas de depresores a los pacientes,diferentedelaliviodeladepresión.

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Opción E — Química ambiental

E1. Elefectoinvernaderomantienelatemperaturamediadelatierraaunniveldehabitabilidad.Loscomponentesdelaatmósferaterrestreresponsablesdeesteefectosellamangasesdeefectoinvernadero.

(a) Losprincipalesgasesdeefectoinvernaderosonelvapordeaguayeldióxidodecarbono.Indiqueotrosdosgasesdeefectoinvernadero.

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(b) Describacómolosgasesdeefectoinvernaderoprovocanelefectoinvernadero.

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(c) Discuta tres posibles consecuencias del calentamiento global sobre la producciónmundialdealimentos.

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Véase al dorso


E2. Laevacuacióndelosresiduosradiactivosconstituyeunapreocupaciónecológicaimportante.

(a) Indiqueunafuentederesiduosradiactivosdebajaintensidadyunafuentederesiduosradiactivosdealtaintensidad.

Residuodebajaintensidad:

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Residuodealtaintensidad:

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(b) Considerelossiguientestiposderesiduosradiactivos.

Tipo Residuo Isótopos Período de semidesintegración Emisiones

Ajeringuillasyotromaterial

desechableusadoenradioterapia

90Y 64horas β–

B solucionesacuosasdiluidasdecomplejosdecobalto-60

60Co 5,3años β–,γ

C

materialessólidosparcialmenteprocesadosprovenientesdereactores

nucleares

U,Pu,Amyotrosactínidos 103–109años α,γ

IdentifiquequémétodosepuedeusarparalaevacuacióndelosresiduosradiactivosA,ByC.

(i) Vitrificaciónseguidadealmacenajealargoplazoendepósitossubterráneos:

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(ii) Almacenajeenunrecipientenoprotegidodurantedosmesesseguidodeevacuacióncomoresiduonormal(noradiactivo):

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(iii) Intercambio iónico y adsorción sobre hidróxido de hierro(II), almacenaje en unrecipienteprotegidodurante50años,luegomezclaconconcretoysepulturaapocaprofundidad:

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E3. LacapadeozonoprotegealosseresvivosdelasradiacionesUVpeligrosas.Enlaestratosferaterrestre, el ozono se forma fotoquímicamente a partir del oxígeno pormedio del siguienteprocesoendosetapas.

O O2 2luzUV →

O O O2 3+ →

(a) La descomposición del ozono puede producirse fotoquímicamente. Describa, usandoecuacionesquímicas,elmecanismoendosetapasdeladescomposiciónfotoquímicadelozonoenlaestratosferaterrestre.

Etapa1:

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Etapa2:

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(b) La descomposición del ozono también puede ser catalizada por sustancias quedescomponenelozonocomolosclorofluorocarbonos,CFC.IndiquedosalternativasalosCFC.

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E4. La agricultura intensiva modifica la composición de los suelos y puede conducir a ladegradacióndelsuelo.Lasalinización,elagotamiento de nutrientesylacontaminación del suelosontiposhabitualesdedegradacióndelsuelo.

Discutadostiposdedegradacióndelsuelo.Ensurespuestadebedescribircómoseproducecadatipodedegradacióndelsueloysugieraunefectonegativosobreelambiente.

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Véase al dorso


Opción F — Química de los alimentos

F1. Laconservacióndelosalimentosesimportanteentodoelmundo.

(a) Expliqueelsignificadodeltérminotiempo de conservación.

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(b) Discutadosfactoresquepuedanafectareltiempodeconservacióndeunalimento.

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F2. (a) DescribalasdiferenciasenlaestructuraentreelácidograsosaturadoC16H32O2yelácidograsonosaturadoC16H26O2.

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(b) DescribacómoconvertirelC16H26O2enC16H32O2.

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(c) Losácidosgrasossoncomponentesdelasgrasasyaceites.

(i) Describa una ventaja de los productos formados por hidrogenación de grasasyaceites.

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(ii) Describaunadesventajadelosproductosformadosporhidrogenacióndegrasasyaceites.

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Véase al dorso


F3. (a) Definaeltérminoantioxidanteeindiquesuuso.

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(b) Discutaunadesventajadelusodeantioxidantesnaturalesysintéticos.

Antioxidantesnaturales:

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Antioxidantessintéticos:

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F4. Lasflavanonassonpigmentosqueproducencoloración roja. Distingaentreunpigmentoyuncolorante.

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Opción G — Química orgánica avanzada

G1. La adición de haluros de hidrógeno a los alquenos asimétricos produce una mezcla dehalógenoalcanos.LosúltimossepuedenconvertirenreactivosdeGrignardporreacciónconmagnesiometálicoyluegosepuedenusarparalapreparacióndevariasmoléculasorgánicasdemayornúmerodeátomosdecarbono.

(a) Indiqueenloscuadrosdeabajo,lasfórmulasdelassustanciasorgánicasnecesariasparacompletarlassiguientesrutasdereacción. [4]

HBr(producto secundario)(producto principal)

MgMg

CH3CH2CH2CHOH2O/H

+

H2O/H+

CH2=CH–CH3


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Véase al dorso


(Pregunta G1: continuación)

(b) Describa,usandoecuacionesyflechascurvaspararepresentarelmovimientodelospareselectrónicos,elmecanismodelareacciónentreelpropenoyelbromurodehidrógeno.Comparelaestabilidadrelativadelosdoscarbocationesintermediariosqueconducenalaformacióndelosproductosprincipalysecundario. [4]

G2. La hidrólisis de haluros alifáticos y aromáticos se produce bajo diferentes condiciones.

Indique una ecuación, usando fórmulas estructurales, para mostrar la reacción del1-cloro-2-(clorometil)bencenoconexcesodehidróxidodesodioatemperaturaambiente. [2]

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G3. Deduzca una ruta de reacción en dos etapas que represente la conversión del 1-butanol en1,2-dibromobutano. Para cada etapa, indique las ecuaciones apropiadas, las condiciones dereacciónyeltipodereacción.

Etapa1:

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Tipodereaccióndelaetapa1:

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Etapa2:

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Tipodereaccióndelaetapa2:

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G4. Laacidezde losácidoscarboxílicosdependede la longitudde lacadenacarbonadayde lanaturalezade los sustituyentes en susmoléculas. En laTabla 15delCuadernillo deDatoshallaráalgunosejemplos.

(a) Indiqueyexpliquecómoseafectalaacidezdelosácidoscarboxílicosporlapresenciadeátomosdehalógenoenlacadenahidrocarbonada.

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(b) Indique cómo se compara la acidez del ácido 3-cloropropanoico con la del ácidopropanoicoyelácidocloroetanoico.

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(c) SugieraelvalordelpKaparaelácido3-cloropropanoico.

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