Proves d'accés a facultats, escoles tècniques superiors i col·legis universitaris

Exercici A

Problema 1

La fermentació de la glucosa produeix etanol i diòxid de carboni:

C₆H₁₂O₆ ⇒ 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

1. Si en la reacció de combustió de la glucosa per a donar CO₂ i H₂O (l) se'n desprenen 2814 KJ/mol, calculeu la variació d'entalpia per a la reacció de fermentació.
2. ¿Quin volum ocuparia el CO₂ (g) produït en la fermentació d'1 Kg de glucosa, mesurat a la pressió d'1 atmosfera i a 25 ºC?

Dades:

Pesos atòmics: H: 1; C: 12; O: 16

Entalpies de formació, ΔH_f^º:
C₂H₅OH: -278 KJ/mol
CO₂: -394 KJ/mol
H₂O (l): -286 KJ/mol

Problema 2

Volem descobrir la concentració d'una disolució da Ca(OH)₂(base forta). Per això en prenem 50 ml i els valorem amb una dissolució 0,040 M de HCl (àcid fort), de la qual gastem 12 ml.

1. Calculeu la molaritat de la dissolució d'hidròxid de càlcic.
2. Calculeu el nombre de grams de Ca(OH)₂ per litre en la dissolució de l'apartat anterior.
3. ¿Quin és el pH de la dissolució 0,040 M de HCl?
4. ¿Quin és el pH de la dissolució resultant de la valoració?

Dades:

Pesos atòmics: H: 1; O: 16; Cl: 35,5; Ca: 40

Qüestió 1

Volem daurar (recobrir d'or) un objecte metàl·lic de bijuteria. Per això el sotmetem a electròlisi en una dissolució que conté ions Au³⁺.

1. Dibuixeu un esquema de la cèl·lula d'electròlisi amb tots els elements necessaris i escriviu la semireacció que es produirà en el càtode.
2. Si fem passar per la cèl·lula 1470 Coulombs de càrrega elèctrica, ¿quina massa d'or hi haurem dipositat?

Dades:

Pes atòmic: Au: 197
Constant de Faraday F= 96500 Coulombs/mol e

Qüestió 2

Digueu si és vertadera o falsa cadascuna de les frases següents, i justifiqueu la resposta

1. L'equilibri s'assoleix quan algun dels reactius s'esgota.
2. Per a la reacció de fabricació de la calç viva:

   CaCO₃ (s) ⇔ CaO (s) + CO₂ (g)

   Si volem descompondre tot el CaCO₃ és preferible treballar en un recipient obert.

3. Les constants K_p i K_c tenen el mateix valor numèric per a la reacció:

   N₂O₄ (g) ⇔ 2NO₂ (g)

4. Quan s'assoleix l'equilibri no s'hi produeix cap reacció.

Qüestió 3

1. En el model atòmic de Bohr es parla d'"òrbita" de l'electró i en el model atòmic de la mecànica quàntica es parla d' "orbital". ¿Quina diferència hi ha entre ambdós conceptes?
2. Definiu l'energia d'ionització. ¿Com és la segona energia d'ionització respecte de la primera (major, menor o igual)? Justifiqueu la resposta.
3. Tots els àtoms i els ions següents tenen deu electrons: N^3-, O^2-, F^-, Ne, Na⁺ i Mg²⁺. Ordeneu-los segons el radi creixent. Justifiqueu la resposta.

Qüestió 4

1. L'efecte hivernacle és degut a l'absorció de radiació infraroja pel diòxid de carboni i el vapo d'aigua que hi ha en l'atmosfera. El CO₂ és una molècula lineal i, en canvi, el H₂O és una molècula angular. Escriviu les estructures de Lewis per als dos compostos i justifiuqe-ne les geometries. Digueu si les molècules seran polars o no.
2. ¿Quins tipus de forces mantenen unides les molècules d'aigua sòlida i en diòxid de carboni sòlid? Expliqueu la diferència en el punt de fusió dels dos compostos, que és de 0ºC per a l'aigua i de -57ºC per al diòxid de carboni.

Dades:

Nombres atòmics: H:1; C:16; O:8.

---

Exercici B

Problema 1

El guix s'obté a partir de l'algeps o pedra de guix, que és fonamentalment un sulfat de càlcic hidratat CaSO₄. X H₂O.

1. Dissenyeu un experiment per a descobrir el nombre X de mols d'aigua que cristal·litzen per mol de CaSO₄ en algeps.
2. Suposem que X=2. Si tenim 1000 Kg d'algeps pur, ¿quants àtoms de sofre tenim?
3. Si poguèrem transformar tot el sofre de l'apartat anterior en àcid sulfúric, H₂SO₄, ¿quants Kg d'aquest compost obtindríem?
4. Si l'àcid sulfúric de l'apartat anterior s'utilitza per a fabricar una dissolució del 95,6% en pes de H₂SO₄ i densitat 1,84 g/cm³, ¿quants litres de dissolució obtindríem?

Dades:

Pesos atòmics: H: 1; O:16; S:32; Ca:40
Nombre d'Avogadro: 6,023·10²³

Problema 2

Posem 16,68 g de pentaclorur de fòsfor, PCl₅, en un recipient de 2 litres en el qual hem fet el buit prèviament. L'escalfem a 300 ºC, amb la qual cosa el PCl₅ es dissocia parcialment:

PCl₅ (g) ⇔ PCl₅ (g) + Cl₂ ; K_c = 0,25

1. Calculeu les concentracions dels tres gasos quan s'hi assolesca l'equilibrio.
2. Calculeu el grau de dissociació "α" del PCl₅ en aquestes condicions.
3. Calculeu la pressió total en l'equilibri.
4. Calculeu la constant d'equilibri K_p.

Dades:

Pesos atòmics: Cl: 35,5; P: 31.

Qüestió 1

1. a. S'introdueix una barra de coure en un got que conté una disolució d'ió Ag⁺. En un altre recipient que conté una dissolució d'ió Cu²⁺ s'introdueix una barra de plata. Raoneu si en algun dels cascs es produirà en una reacció redox. Si es produeix, indiquen quin element es redueix, quin s'oxida i que hi observaríem.

   Dades:

   Potencials estàndard de redució:
   Cu²⁺ + 2 e ⇒ Cu ; Eº: 0,34 V
   Ag⁺ + e ⇒ Ag ; Eº: 0,80 V

2. Anomeneu les sals següents: NH₄NO₃, NaClO i KClO₄. Digueu si les seues dissolucions aquoses tindran caràcter àcid, neutre o bàsic, i justifiqueu les respostes.

   Dades:

   HNO₃ i HClO₄ són àcid forts.
   NaOH i KOH són bases fortes.
   HClO; K_a= 3,2·10^-8
   NH₃; K_b= 1,8·10^-5

Qüestió 2

1. Definiu "energia d'enllaç". Expliqueu com es pot calcular la variació d'entalpia d'una reacció a partir de les energies d'enllaç. Poseu-ne un exemple.
2. A quina reacció química és degut el monòxid de carboni que produeix l'home? ¿Quina és la importància de monòxid de carboni com a contaminant atmosfèric?

Qüestió 3

1. El comportament d'un electró que pertany a un àtom d'hidrogen queda descrit pel conjunt de nombres quàntics següent: n=3 ; l=2 ; m=1 ; s=1/2

   ¿En quin nivell energètic i en quin tipus d'orbital es troba aquest electró?

2. La primera fila del sistema periòdic té dos elements químics, la segona i la tercera files tenen vuit elements i la quarta i la cinquena files tenen divuit elements. Doneu una explicació d'aquests fets.

Qüestió 4

1. Escriviu les estructures de Lewis per a les molècules d'età, eté i etí.
2. Descriviu les geometries que presenten les molècules de l'apartat A), i indiqueu els valors aproximats dels angles d'enllaç.
3. Expliqueu el tipus d'enllaços que hi ha en les molècules de l'apartat A), i indiqueu també el tipus d'hibridació que presenten els àtoms de carboni.

Dades:

Nombres atòmics: H:1 C:6