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

Exercici A

Problema 1

Durant la dècada dels anys quaranta i a causa de l'escassesa de gasolina, es va utilitzar com a combustible per a automòbils el monòxid de carboni obtingut a partir del carbó en els "gasògens". Sabent que la combustió del CO (g) per a donar CO₂ (g) té una variació d'entalpia de -238 KJ/mol a 25 ºC.

1. Calculeu la variació d'entalpia de formació del monòxid de carboni
2. Quina quantitat de calor es podria obtenir cremant 100 m³ de CO mesurats a 25 ºC i 750 mm Hg?
3. Quin volum ocuparia el O₂ (g) necessari per a la combustió de l'apartat anterior, mesurat en les mateixes condicions de pressió i temperatura que el CO?

Dades : R = 0,082 atm·l/ grau·mol; ΔHº_f CO₂ (g) = -393,5 KJ/mol

Problema 2

El fosgen, COCl₂, es descompon a elevada temperatura i dóna monòxid de carboni, CO, i clor, Cl₂. En una experiència s'injecten 0,631 grams de fosgen en un recipient rígid de 472,0 cc a 1000 K. Quan s'hi assoleix equilibri s'observa que la pressió total és 2,175 atm.

1. Calculeu la Kc per a la reacció COCl₂ (g) ⇔ CO (g) + Cl₂ (g) a 1000 K.
2. Després d'assolir l'equilibri disminuïm el volum a la meitat i mantenint la temperatura constant. Indiqueu qualitativament què passarà amb el nombre de mols i amb la concentració de les espècies existents.

Dades : Pesos atòmics : C = 12; Cl = 35,5; O = 16

Qüestió 1

Respecte al nombre quàntic "n" que apareix en el model atòmic de Böhr, indiqueu de manera raonada quines d'aquestes frases són correctes i quines són incorrectes:

1. L'energia de l'electró en les òrbites està quantizada i depèn de n.
2. El radi de les òrbites no depèn de n.
3. Les ratlles de l'espectre d'emissió de l'hidrogen són degudes a trànsits de l'electró d'una òrbita a una altra de n major.
4. Quan l'electró passa a tenir n = ∞ l'àtom s'ha ionizat.

Qüestió 2

Completeu la tabla següent, indicant les espècies i constants que manquen, i ordeneu, segons la força relativa, els àcids i les bases conjugades que hi apareixen:

àcid	base conjugada	Ka	Kb
CH3 - COOH	¿?	1,8·10-5	¿?
¿?	NH3	¿?	1,8·10-5
HCN	¿?	4,9·10-10	¿?
¿?	HCOO-	¿?	4,8·10-11

Qüestió 3

Suposeu que disposem de dues barres metal·liques, l'una de plom i l'altra de zinc, i de dues dissolucions, l'una que conté Pb²⁺ 1 M i l'altra que conté Zn²⁺ 1 M.

1. Expliqueu com es construiria una pila amb aquests materials, i dibuixeu-ne un esquema. Calculeu la diferència de potencial o força electromotiu de la pila.
2. Escriviu les les semirreaccions.

Qüestió 4

Determineu la fórmula i el nom IUPAC d'un aldehi, sabent que per oxidació produeix un àcid monocarboxílic que conté un 48,65% de carboni i un 43,24% d'oxigen. (Pesos atòmics: C = 12 ;O = 16; H = 1).

---

Exercici B

Problema 1

La soldadura aluminotèrmica es basa en la calor generada en la reacció: 2 Al (s) + Fe2O3 (s) ⇒ Al2O3 (s) + 2 Fe (s)

1. Si partim de 100 g. de cadascun dels reactius, quina massa de ferro podem obtenir-ne?, quants àtoms de ferro corresponen a aquesta massa?
2. Indiqueu quina espècie s'oxida i quina es redueix en la reacció anterior, i també quin és l'oxidant i quin és el reductor; justifiqueu la resposta.Demostreu el caràcter exotèrmic de la reacció.

Dades:
Pesos atòmics: O = 16; Al = 27; Fe = 56; Nombre d'Avogadro =6,023·10²³
Entalpies de formació ΔH_f (KJ/mol): Fe₂O₃ = -822; Al₂O₃ = -1670

Problema 2

Mesclem 1 litre de dissolució de HNO₃ (àcid fort), que té un pH d'1,0, i 9 litres de dissolucions de Br(OH)₂ (base forta), que té un pH d'11,0.

1. Calculeu les concentracions de totes les espècies presents en les dissolucions de l'àcid i de la base
2. Escriviu la reacció de neutralització que s'hi produeix
3. Calculeu el pH de la dissolució resultant de la mescla, considerant que els volums són additius

Qüestió 1

Bombollegem clor gas (Cl₂) en una dissolució que conté ions Fe²⁺ i Fe³⁺ a la mateixa concentració.

Quina reacció s'hi produirà, si és que s'hi produeix cap reacció? Si ha cap reacció, escriviu la reacció ajustada, i indiqueu quin element s'oxida, quin es redueix, quina espècie hi actua com a oxidant i quina com a reductora.

Datos: Potencials de reducció estàndard:

Fe²⁺ + 2 e^-⇒ Fe ; Eº = - 0,44 V
Fe³⁺ + 3 e^-⇒ Fe ; Eº = - 0,04 V
Fe³⁺ + 1 e^-⇒ Fe²⁺ ; Eº = + 0,77 V
Cl₂ + 2 e^- ⇒ 2 Cl^- ; Eº = + 1,36 V

Qüestió 2

Tenim una mescla formada pels gasos següents: CO, Cl₂ i COCl₂ a 400 ºC i 1 atm de pressió en equilibri:

CO (g) + Cl₂ (g) ⇔ COCl₂ (g)

Raoneu i justifiqueu si les afirmacions següents són correctes o no:

Si s'introdueix en el sistema una petita quantitat de Cl₂, mantenint el volum i la temperatura constants, quan el sistema restablesca l'equilibri:

1. El quocient [COCL₂]_equil / [CO]_equil [Cl₂]_equil serà major.
2. La massa de CO serà major
3. La massa de Cl₂ serà major
4. La concentració de COCl₂ serà menor.

Qüestió 3

L'oxidació de 15 grams de cert alcohol amb dicromat de potassi, en medi àcid, produeix 13,5 grams de butanona.

1. Escriviu la fórmula estructural d'aquest alcohol i anomeneu-lo
2. Quin és el rendiment de la reacció d'oxidació?

Dades: pesos atòmics: H = 1; C = 12; O = 16

Qüestió 4

1. Expliqueu per què existeix el PF₅ i no existeix el NCl₅
2. Escriviu la sèrie completa dels quatre nombres quàntics per a un dels electrons de valència de l'àtom de sofre en estat fonamental (nombre atòmic del sofre = 16)