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AP Chemistry FRQ: Cómo resolver las preguntas de respuesta libre

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Practicar preguntas de respuesta libre es una de las mejores cosas que puede hacer para mejorar su puntuación en Química AP. No sólo destacarás en la sección de respuesta libre, sino que también conocerás el material tan bien que las preguntas de opción múltiple serán pan comido.

En este artículo te contaré todo sobre la sección de respuesta libre del examen. brindarle algunos consejos sobre cómo resolver los FRQ de Química AP y analizar un par de problemas de muestra de exámenes recientes para que pueda tener una idea de cómo son.

¿Cuál es el formato de la sección de respuesta libre de Química AP?

La sección de respuesta libre del examen de Química AP parece intimidante porque es más larga que las secciones de respuesta libre de la mayoría de las otras pruebas AP e incluye muchos cálculos y experimentos que hay que interpretar.

Lo más importante que puede hacer es mantener la calma, concentrarse y ser metódico al abordar cada pregunta. ¡No es tan aterrador ni tan difícil como parece si te has preparado bien para el examen y usas tu sentido común!

A continuación se ofrece una descripción general del formato de la sección de respuesta libre:

  • 105 minutos (1 hora 45 minutos)
  • Se permite el uso de la calculadora
  • Siete preguntas en total
  • Tres respuestas largas con un valor de 10 puntos cada una.
  • Cuatro respuestas cortas con un valor de 4 puntos cada una.
  • ¡Las preguntas de respuesta larga siempre son lo primero!

Se le evaluarán las siguientes habilidades (que pueden estar vinculadas a cualquier tema del plan de estudios de Química AP):

  • Diseño experimental
  • Análisis de datos de laboratorio reales para identificar patrones y explicar fenómenos.
  • Crear o analizar diagramas de moléculas y átomos para explicar las observaciones.
  • Traducir entre diferentes representaciones de datos
  • Seguir pasos lógicos para analizar y resolver problemas.

Bien, todo eso tiene sentido, pero ¿cómo se resuelven exactamente estas largas y complicadas preguntas? En la siguiente sección, Revisaré una guía paso a paso sobre cómo abordar las FRQ de Química AP. .

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Cómo resolver preguntas de respuesta libre de química AP

Es importante tener un plan de juego para la sección de respuesta libre. ¡Mi primer consejo es que no te sientas obligado a hacer las preguntas en orden! Tómate un par de minutos (no más de 5 a 10) al comienzo de la sección para revisar todo y decidir qué pregunta quieres abordar primero. Es mejor comenzar con tus puntos fuertes para tener más tiempo al final para preguntas desafiantes.

Debes dedicar un máximo de 20 minutos a cada pregunta larga de respuesta libre y 10 minutos a cada pregunta corta de respuesta libre. ¡Estate atento al tiempo para que no se te escape! A continuación se detallan algunos pasos básicos que debe seguir para resolver preguntas de respuesta libre:

Paso 1: descubre lo que sabes

Primero, evalúe la información que le brinda la pregunta. Puede resultar confuso extraer los datos incluidos en la introducción una y otra vez a medida que avanza en las diferentes partes de la pregunta. Hazte las cosas más fáciles escribiendo los valores que te dan junto a la pregunta para que puedas acceder a ellos fácilmente cuando los necesites. También debes tomarte el tiempo para comprender (al menos a nivel general) el experimento que se describe para no sentirte confundido y abrumado cuando comiences a leer la pregunta.

Paso 2: Sumérgete en la pregunta

Para cada parte de la pregunta, lea las instrucciones y pregúntese lo siguiente:

¿Necesitas hacer algún cálculo?

Decide qué ecuaciones necesitarás (si corresponde) y anótalas. Haga los cálculos necesarios según los números que extrajo en el paso anterior y los números que le dieron en esta parte de la pregunta. ¡Asegúrate de mostrar tu trabajo! No borre sus cálculos y vuelva a verificar todo para asegurarse de que tiene las unidades correctas y que su respuesta tiene sentido lógicamente.

¿La pregunta le pide que justifique o explique su respuesta?

En ese caso, no ignore estas instrucciones. En muchos casos, sólo obtendrás puntos por tu respuesta si puedes explicarla adecuadamente. Utilice evidencia concreta para respaldar su respuesta (estamos hablando de datos concretos). Incluso si algo te parece obvio, ¡explícalo lo más claramente posible para asegurarte de ganar esos puntos!

¿Necesitas dibujar un diagrama?

Aunque ninguna de las preguntas de respuesta libre que analizaré en la siguiente sección requiere esto, algunas preguntas le pedirán que dibuje diagramas. Por ejemplo:

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Si tienes que responder a una pregunta como esta, intenta ser lo más claro posible. Primero, dibuja tu respuesta en papel de desecho si no estás seguro para que el producto final sea limpio e inequívoco. Aquí está la respuesta, por cierto:

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Paso 3: doble verificación

Vuelve a mirar la pregunta para asegurarte de que no te perdiste nada ni omitiste ninguna explicación. Vuelve a leer cada parte y conéctala directamente con su corolario en tu respuesta para obtener todos los puntos que puedas.

También debes explicar cómo encontraste cada respuesta para asegurarte de no cometer ningún error extraño que te perdiste la primera vez.

Finalmente, verifique nuevamente las unidades apropiadas. Los errores en la conversión de unidades son errores tontos comunes que son realmente frustrantes si supieras cómo resolver el problema correctamente.

medida_unidad_corporal.webp ¿Recordaste convertir mililitros a litros?

Ejemplos de FRQ de química AP

Revisaré el proceso de solución por un tiempo. Una simple pregunta de cada tipo para que puedas tener una mejor idea de cómo será la prueba. Tenga en cuenta que estas preguntas parecen complejas y abrumadoras al principio, pero si mantiene la calma y las analiza metódicamente, ¡no terminan siendo tan malas!

Pregunta de muestra larga de respuesta libre

Aquí hay un ejemplo de pregunta larga de respuesta libre del examen de 2014:

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Hay un montón de información aquí, así que comencemos desde el principio. Lo que sabemos por la breve introducción es que El pH de una muestra de 50 ml de ácido propanoico 0,20 M es 2,79 a 25 grados Celsius. También hay una ecuación que muestra cómo reacciona el ácido con el agua y qué productos se crean mediante esta reacción.

Ahora estamos listos para abordar la parte (a):

¿Dónde está el par ácido-base conjugado en la ecuación? Hay dos pares que potencialmente podría enumerar para esta respuesta:

CH3CH2COOH (ácido) y CH3CH2ARRULLO-(base)

O

H30+(ácido) y H20 (base)

Sabemos que el primer compuesto es el ácido propanoico y la pérdida del átomo de hidrógeno a través de la reacción crea el compuesto básico en el lado derecho de la ecuación. Por el contrario, el agua en la primera mitad de la ecuación es una base que se convierte en ácido cuando toma el átomo de hidrógeno del ácido propanoico.

Para llegar a este punto, necesitarías etiquetar cada compuesto indicando cuál es el ácido y cuál es la base. Lea siempre las instrucciones con atención o podría perder puntos. ¡No puedo decir esto lo suficiente!

Pasemos a la parte (b):

¿Cuál es el valor de k?apara ácido propanoico a la temperatura indicada en la pregunta? Sólo necesitamos introducir algunos valores en la ecuación para Ka, que se le proporciona en la hoja de fórmulas de la prueba:

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Mmmm, parece No podemos introducir los valores todavía porque no conocemos la molaridad del H.30+ , que tendría que ir en el [H+] lugar en la ecuación. Podemos encontrar ese valor usando esta otra ecuación de la hoja de fórmulas:

755 canales

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Esto significa:

-pH = registro[H+]
10-pH= [H+]
10-2.79= [H30+]
1,6 x 10-3 METRO = [H30+]

Este valor para la molaridad de H 30+es igual a la molaridad de CH3CH2ARRULLO-. La ecuación debe crear la misma cantidad de cada uno porque los átomos de hidrógeno se eliminan y se agregan en una proporción de 1:1. Armados con esta nueva información, podemos volver a la K.aecuación:

body_kaequation-1.webpConectemos nuestros valores:

ka= [H30+][CH3CH2ARRULLO-] / [CH3CH2COOH]
ka= (1,6 x 10-3 METRO )(1,6 x 10-3 METRO ) / 0.2 METRO
ka= (1,6 x 10-3 METRO )2/ 0.2 METRO
ka= 1,3 x 10-5

Para la parte (b), podría ganar tres puntos en total:
  • Uno para resolver correctamente [H30+]
  • Uno para conectar los valores correctos en el Kaecuación
  • Uno para resolver Kacorrectamente

Bien, ¡ahora la parte (c)!

Oh mierda, este tiene PARTES DENTRO DE LA PARTE. No entrar en pánico; lo tienes. ¡Es solo verdadero o falso más explicaciones de respuestas! Las explicaciones sobre este tipo de preguntas son muy importantes. Si no explicas tu respuesta adecuadamente, no obtendrás ningún punto incluso si la respuesta en sí es correcta. Puede ganar dos puntos en total con esta pregunta, uno por cada respuesta Y explicación.

Parte (i):

En solución, los iones OH del NaOH reaccionarán con el CH3CH2COOH para formar agua y CH3CH2ARRULLO-así (reacción de hidrólisis):

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El pH de la solución resultante será MAYOR que 7 debido a la formación del nuevo compuesto básico en equivalencia. Eso significa que yo ¡Es falso!

Parte II):

Si dos soluciones ácidas tienen el mismo pH, pero una es con ácido clorhídrico y la otra con ácido propiónico, ¿tendría necesariamente la primera solución una concentración molar menor de HCl?

El HCl es un ácido fuerte que se ioniza completamente en solución, mientras que el ácido propiónico sólo se ioniza parcialmente. Se necesitan menos moles de HCl para producir la misma concentración molar de H30+y alcanzar un nivel de pH equivalente al de la solución de ácido propiónico. ¡Este es verdad!

La siguiente parte de la pregunta ofrece un nuevo escenario, así que hagamos un balance de lo que hemos aprendido de la descripción agregada. Entonces, el estudiante titula 25 ml de una ~solución misteriosa~ (garabatos misteriosos agregados para darle un toque dramático) de ácido propanoico con NaOH 0,173 M y alcanza el punto final de la titulación después de agregar 20,52 ml de NaOH.

¡Ahora a la parte (d)!

Con base en esta información, la parte (d) nos pide que Calcula la molaridad del ácido propanoico.

Primero, ¿Cuántos moles de NaOH se pusieron en la solución? Podemos encontrar esto multiplicando el volumen total de la solución de NaOH por su molaridad:

(0,02052 L NaOH) x (0,173 mol NaOH / 1 L NaOH) = 3,55 x 10-3moles

Un total de 3,55 x 10-3Se pusieron moles de NaOH en la solución. Dado que la titulación alcanzó el punto de equivalencia en este momento, eso significa que el número de moles de NaOH agregados tendría que ser el mismo que el número de moles de ácido propanoico en la solución original. si dividimos 3,55 x 10-3mol de ácido propanoico por la cantidad de litros de ácido en la solución original, obtendremos la molaridad:

3,55 x 10-3 mol de ácido propanoico / 0,025 L de ácido propanoico = 0.142 METRO

Para esta parte, Obtienes un punto por calcular correctamente la cantidad de moles de ácido en el punto de equivalencia y un punto por proporcionar la molaridad correcta.

La parte (e) es una pregunta de pensamiento crítico sobre un nuevo experimento.

¿Tendría el estudiante que usar un indicador diferente para calcular la concentración de una solución de un ácido con pK?ade 4,83? Basado en nuestra Kacálculos en la parte b, podemos usar una de las ecuaciones en la hoja de fórmulas para calcular pKapara el ácido propiónico original y compare los dos valores.

paquetea= -logKa
paquetea= -registro(1,3 x 10-5)
paquetea= 4.89

los dos pkaLos valores de 4,83 y 4,89 están bastante cerca uno del otro, por lo que no necesitaría utilizar un indicador diferente en la nueva titulación. La respuesta correcta es no estar de acuerdo con la afirmación del estudiante. Obtienes un punto aquí por no estar de acuerdo con el reclamo. y explicando por qué, y obtendrás un segundo punto por comparar directamente los dos pKavalores.

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Pregunta breve de muestra de respuesta libre

A continuación se muestra un ejemplo de pregunta breve de respuesta libre, también del examen de 2014:

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Como puedes ver, las preguntas 'cortas' no son realmente tan cortas, pero no son tan complicadas como las largas. No hay tanta información que digerir y cada una de las partes de la pregunta es más directa. Cada parte de esta pregunta vale un punto (4 puntos en total). Su respuesta debe incluir la respuesta correcta. y ¡La justificación/metodología correcta para ganar puntos!

Comenzando con la parte (a):

¡Esta es una pregunta PV = nRT! Como queremos que el número de moles de CO2, estamos resolviendo para n. P es 1,04 atm, V es 1,00 L, R es la constante de los gases (0,08206 L atm mol−1k−1), y T es 1100 K.

n = VP/RT
n = (1,04 atm)(1,00 L)/(0,08206 L atm mol−1k−1)(1100K)
n = 0,0115 moles de CO2

Pasando a la parte (b):

En el experimento 1, el número original de moles de CaCO3equivaldría a 50,0 g/(100,09 g/mol). El número de 100,09 g/mol se calculó sumando los pesos atómicos de los elementos del compuesto. Este cálculo nos da 0,500 mol CaCO3total.

Si se hubiera descompuesto todo, la cifra que calculamos en el inciso a para el número de moles de CO2producido también sería 0,500 mol, pero fue sólo 0,0115 mol. ¡Esta discrepancia significa que la afirmación del estudiante tiene que ser falsa!

Ahora abordemos la parte (c):

¿Qué pasaría si se añadiera más gas al recipiente y la presión subiera a 1,5 atm? ¿Volvería a bajar a 1,04 atm después?

En ambos experimentos se alcanzó el equilibrio y el resultado fue una presión final de 1,04 atm. La reacción simplemente se ajustaría al gas añadido desplazándose hacia el reactivo. La presión volvería a bajar a la cifra de equilibrio de 1,04 atm a medida que el exceso de CO2fue consumido. La presión final seguiría siendo igual a 1,04 atm.

Finalmente, responderemos la parte (d):

¿Podemos encontrar K?pagcon la información que nos dan? ¡Sí! La presión del CO2En este experimento también se determina la constante de equilibrio porque es la presión del gas en equilibrio. Sólo hay un gas involucrado en la reacción y ya conocemos su presión de equilibrio, lo que significa que también conocemos el valor de la constante.

kpag= 1.04

Cómo practicar preguntas de respuesta libre de química AP

Puede encontrar las FRQ de Química AP de años anteriores (y sus soluciones) en el sitio de College Board. El examen se modificó significativamente por última vez en 2014 (siete preguntas de respuesta libre en lugar de seis, y ninguna pregunta que le solicite simplemente equilibrar ecuaciones), así que tenga en cuenta que los exámenes de 2014 en adelante serán las representaciones más precisas de lo que puede esperar. para ver en tu prueba. Aquí hay un enlace a las preguntas más recientes y explicaciones de respuestas:

Preguntas de respuesta libre de química AP de 2014 a 2019

También puedes ver el FRQ 2021 y sus pautas de puntuación .

No es necesario iniciar sesión para acceder a estas preguntas. También puede consultar mi artículo que enumera todas las pruebas y cuestionarios de práctica de Química AP que están disponibles en línea. . Hay algunas pruebas de práctica más no oficiales que incluyen preguntas de respuesta libre modeladas a partir de las preguntas del examen real.

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body_calculatorandpen.webp ¡Y usa una calculadora cuando practiques (obtendrás una para la sección de respuesta libre en el examen real)! Pero definitivamente no uses pluma. Esa parte de esta imagen es irrelevante y desconcertante.


Conclusión

La sección de respuesta libre es la parte más desafiante del examen de Química AP para la mayoría de los estudiantes. Para obtener un buen desempeño, debe tener una sólida comprensión de todos los conceptos principales cubiertos en el curso y poder aplicarlos a una variedad de escenarios experimentales. La mayoría de estas preguntas parecen intimidantes, pero son manejables si las tomas paso a paso y las divides en partes más pequeñas.

A continuación se ofrece un repaso de cómo resolver preguntas de respuesta libre:

  • Paso 1: descubre lo que sabes
    • Anota cualquier dato que esté incluido en la pregunta.
  • Paso 2: Sumérgete en la pregunta
    • Descubra qué fórmulas necesita
    • Haz los cálculos necesarios.
    • Justifica tus respuestas
    • Dibujar diagramas si corresponde.
  • Paso 3: vuelva a verificar
    • Asegúrate de que tus unidades de medida sean correctas.
    • Verifica que tus respuestas tengan sentido lógicamente

Practique sus habilidades en preguntas de respuesta libre de exámenes AP anteriores hasta que te sientas cómodo. Recuerde, las preguntas de los exámenes anteriores a 2014 serán ligeramente diferentes de las preguntas de respuesta libre actuales; ¡Base sus expectativas para la prueba real en el material de 2014 en adelante!

¿Que sigue?

Si estas buscando más práctica de Química AP , consulte mi lista de los mejores libros de reseñas para la prueba de este año. Casi todos incluyen preguntas de respuesta libre modeladas según el formato actual del examen.

Para una visión holística de la forma más eficaz de estudiar para las evaluaciones en clase y el examen final , lea mi guía de estudio definitiva para Química AP.

¿Estás dudando entre empezar a estudiar ahora o posponerlo un poco más? Obtenga más información sobre cuándo necesita tomar en serio sus planes de estudio para los exámenes AP.